[發明專利]一種衛星信號捕獲方法和裝置

有效

• 申請號: 202110286399.4
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113050129B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 丁永祥;閆少霞;吳太武;莊所增;劉國光;郝志剛;趙瑞東;陳奕均
• 申請（專利權）人: 廣州南方衛星導航儀器有限公司
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/37
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

本發明公開了一種衛星信號捕獲方法和裝置，應用于FPGA芯片，FPGA芯片與ARM端通信連接，方法包括：對獲取的衛星信號進行信號預處理，生成數字中頻信號；將數字中頻信號分別輸入到多個信號通道；當接收到信號捕獲指令時，通過各個信號通道內的各個信號捕獲組件對數字中頻信號執行信號捕獲操作，得到多個捕獲結果并發送到ARM端；ARM端根據多個捕獲結果對多個信號捕獲組件進行排序，以確定目標信號捕獲組件以及與之對應的目標信號通道；當再次接收到信號捕獲指令時，通過目標信號通道內的目標信號捕獲組件對數字中頻信號執行信號捕獲操作，得到捕獲結果。從而更為有效的實現多種類型衛星信號的捕獲，提高導航衛星信號的捕獲效率。

技術領域

本發明涉及信號捕獲技術領域，尤其涉及一種衛星信號捕獲方法和裝置。

背景技術

衛星導航系統(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)，該系統是一種通過接收機接收多顆導航衛星信號，再根據其接收到的衛星信號進行運算處理，最終解算出接收機當前位置的系統。

通常，衛星導航接收機由三大模塊組成，即射頻前端處理、基帶數字信號處理以及定位導航運算，組成原理框圖如圖1所示。衛星信號的捕獲屬于三大模塊中的基帶數字信號處理中的一部分，是接收機實現定位導航的前提。

目前的衛星導航接收機內實現捕獲的大致流程如下：1)、將衛星信號通過接收機射頻前端進行下變頻處理，得到近基帶信號即數字中頻信號；2)、數字中頻信號進入接收機內的信號通道，不同的信號通道對應著不同的衛星，各自相互獨立運行；3)、在信號通道內對進入的衛星信號進行混頻，剝離數字中頻信號內包含多普勒頻移的載波，混頻所用信號的頻率在預設的頻率搜索范圍內；4)、產生對應信號通道的偽碼，通過碼相關運算去除偽碼的剝離；5)、進行相干積分、非相干積分處理；6)、循環進行步驟3～5，完成頻率范圍內所有頻率的運算處理；7)、根據運算結果，找出最大與次大的峰值，并判斷其比值是否滿足預設閾值；8)、若超過閾值，則提示捕獲成功，并將碼相位以及多普勒頻移作為捕獲結果輸出給基帶信號處理模塊的余下環節；若未超過閾值，則提示捕獲失敗。

但隨著如今衛星信號多樣化，市面上相關產品也逐步趨于多星系統，因而僅采用單一的捕獲算法，無法有效實現多種類衛星信號的捕獲，捕獲效率也會隨著衛星信號的種類增多而降低。

發明內容

本發明提供了一種衛星信號捕獲方法和裝置，解決了現有技術無法有效實現多種類衛星信號的捕獲，捕獲效率較低的技術問題。

本發明提供的一種衛星信號捕獲方法，應用于FPGA芯片，所述FPGA芯片與ARM端通信連接，所述方法包括：

獲取衛星信號；

對所述衛星信號進行信號預處理，生成數字中頻信號；

將所述數字中頻信號分別輸入到多個信號通道；每個所述信號通道設置有多個信號捕獲組件；

當接收到信號捕獲指令時，通過各個所述信號捕獲組件對所述數字中頻信號執行信號捕獲操作，得到多個捕獲結果并發送到所述ARM端；

接收所述ARM端根據多個所述捕獲結果對多個所述信號捕獲組件的排序結果所確定的捕獲指示；所述捕獲指示用于指定目標信號捕獲組件和目標信號通道；

當再次接收到信號捕獲指令時，通過所述目標信號通道內的所述目標信號捕獲組件對所述數字中頻信號執行信號捕獲操作，得到目標捕獲信號。

可選地，所述對所述衛星信號進行信號預處理，生成數字中頻信號的步驟，包括：

對所述衛星信號進行低噪聲放大，得到放大信號；

對所述放大信號進行下變頻，得到變頻信號；

對所述變頻信號進行模數轉換，生成數字中頻信號。