信號捕獲方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種信號捕獲方法及裝置，其特征在于，獲取衛星信號；將獲取的衛星信號；將衛星信號與本地載波進行混頻，實現多普勒剝離；混頻后信號在碼片內進行累加求和；累加后信號與本地產生的碼信號進行相關積分；相干結果送入捕獲判決器，進行捕獲判決。通過以上方法，可以實現中間結果復用，節省計算資源。本發明專利技術還提供了一種實現以上方法的裝置，能夠加快信號捕獲過程，具備較高的應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及全球衛星導航系統領域，更具體地，涉及二進制偏移載波導航信號捕獲的方法及其裝置。
技術介紹
全球定位系統(GNSS)被廣泛的應用于導航領域，成為了軍民兩用位置服務的主要信息來源。為了進一步提升衛星導航信號的抗多徑能力并保持與已有信號的兼容，新一代衛星導航系統采用了二進制偏移載波(Binary-Offset-Carrier，BOC)調制信號。不同于傳統的衛星導航信號，在進行載波搬移之前，BOC調制信號采用二進制方波來調制偽隨機碼(Pseudorandom Noise，PN)，從而實現信號頻譜的分離。由于采用了二次方波調制，使的BOC信號的自相關函數的主峰更加尖銳，從而提高了鑒相器的準確度，提高了定位性能，同時提高了系統的抗多徑能力。然而，BOC信號的自相關峰值具備了多峰特性，使的BOC信號的捕獲時需要采用更小的相關間隔，增加了捕獲算法的搜索空間。與此同時，為了提高GNSS系統的擴頻增益，新BOC信號采用長的偽碼結構，這都增加了導航信號捕獲的復雜度。因此，如何快速、高效的捕獲衛星信號成為了急需解決的問題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提出了一種信號捕獲的方法和裝置，能夠減少衛星信號捕獲過程中的計算冗余，從而提高資源利用效率，從而快速捕獲衛星信號。為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：本專利技術提供了一種信號捕獲的方法，所述方法：獲取衛星信號；將獲取的衛星信號將衛星信號與本地載波進行混頻，實現多普勒剝離；混頻后信號在碼片內進行累加求和；累加后信號與本地產生的碼信號進行相關積分；相干結果送入捕獲判決器，進行捕獲判決。優選的，混頻后信號在碼片內進行累加求和包括：獲得的混頻信號進行分段，每段長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度。優選的，混頻后信號在碼片內進行累加求和包括：獲得的混頻信號進行分段后，將每段長度內的采樣點進行累加求和，得到第一階段的累加數據。優選的，對于實時信號處理設備，將獲得的混頻信號數據流進行累加求和，累加求和長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度，得到第一階段的累加數據。優選的，所述本地產生的碼信號包括：根據衛星信號的不同產生不同的本地碼信號，即對于BOC信號，本地產生的碼信號為副載波序列與偽隨機碼序列的相關后序列；對于BPSK衛星信號，本地產生的碼信號為偽隨機碼序列。本專利技術還提供了一種信號的捕獲裝置，所述裝置包括：信號輸入\\譯碼模塊，載波混頻模塊，碼片內累加模塊，副載波\\碼信號相關模塊，相干累加模塊，捕獲判決模塊。其中，信號輸入\\譯碼模塊，用于接收獲取的衛星信號，并進行譯碼，得到需要處理的信號；載波混頻模塊，用于進行衛星信號的混頻處理，去除衛星信號的載波和多普勒信號；碼片內累加模塊，用于對小于一個碼片內的相關信號進行累加，得到累加信號；副載波\\碼信號相關模塊，用于將本地生產的碼信號與累加信號進行相關，得到相關輸出；捕獲判決模塊，用于依據相關累加模塊的相關值進行判斷是否捕獲到衛星信號。優選的，碼片內累加模塊功能包括：獲得的混頻信號進行分段，每段長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度。獲得的混頻信號進行分段后，將每段長度內的采樣點進行累加求和，得到第一階段的累加數據。優選的，碼片內累加模塊功能包括：將獲得的混頻信號數據流進行累加求和，累加求和長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度，得到第一階段的累加數據。優選的，副載波\\碼信號相關模塊功能包括：根據衛星信號的不同產生不同的本地碼信號，即對于BOC信號，本地副載波\\碼信號為副載波序列與偽隨機碼序列的相關后序列；對于BPSK衛星信號，本地副載波\\碼信號為偽隨機碼序列。優選的，相干累加模塊功能包括：將本地生成的碼信號與累加后的信號進行相關，得到本地信號與衛星信號的相關值。本專利技術提出的信號的捕獲方法和裝置能夠減少衛星信號捕獲過程中的計算冗余，從而提高資源利用效率，從而快速捕獲衛星信號。附圖說明為了更加清楚的說明本專利技術實施例中的技術方法，下面將對實施例描述中所需的附圖做一
下簡單介紹：圖1為本專利技術信號捕獲方法的流程示意圖；圖2為本專利技術實施例的信號捕獲流程結構示意圖；圖3為本專利技術實施例的裝置結構示意圖；具體實施方式以下參照附圖并結合示意性的實施例來詳細說明本專利技術技術方案的特征及其技術效果，但本專利技術不局限于本實施例。如圖1所示，本專利技術提供了信號捕獲方法的一實施例，所述方法包括以下步驟：步驟101，獲取衛星信號。如：將衛星信號經過下變頻后進行采樣，可以得到數字中頻信號。步驟102，衛星信號與本地載波混頻，得到混頻信號。混頻采用兩路混頻方式：第一路混頻為衛星信號與本地載波的正弦信號進行混頻，得到同向混頻信號；第二路混頻為衛星信號與本地載波的余弦信號進行混頻，得到余弦混頻信號。步驟103，混頻信號實現碼片內累加。獲得的混頻信號進行分段，每段長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度。獲得的混頻信號進行分段后，將每段長度內的采樣點進行累加求和，得到累加信號。步驟104，累加信號與本地碼信號進行相關。根據衛星信號的不同產生不同的本地碼信號，即對于BOC信號，本地副載波\\碼信號為副載波序列與偽隨機碼序列的相關后序列；對于BPSK衛星信號，本地副載波\\碼信號為偽隨機碼序列。然后，本地碼信號與累加信號進行相關，得到本地信號與衛星信號的相關值。步驟105，捕獲判決。依據得到的相關值，將其與設定的閾值進行比較，如果大于閾值則判斷為衛星捕獲成功，否則，捕獲失敗。或者，進行全相位比較，找出相關值最大的值，并將其與閾值比較，如果大于閾值則判斷為衛星捕獲成功，否則，捕獲失敗。采用這種比較可以有效降低錯捕概率。通過以上的步驟，可以將相關過程分為兩個階段，載波相關過程和碼相關過程兩個階段。通過復用載波相關過程的中間結果，可以減少衛星信號捕獲過程中的計算冗余，從而提高資源利用效率，從而快速捕獲衛星信號。本專利技術的一個實施例如下，但本專利技術并不局限于這一個實現方式。圖2是本專利技術實施例的信號捕獲結構示意圖。下面以圖2所示的信號捕獲結構示意圖為例詳細說明本專利技術實施例的信號捕獲過程，應當理解圖2僅為本專利技術實施例的信號捕獲結構
示意圖，是為方便理解本專利技術實施例而作的示范性說明，不應視為對本專利技術實施例的限定。本專利技術可以用本裝置實現，但不局限于圖2所示示意圖。本地載波生成器產生同頻同相的正弦信號和余弦信號，然后在混頻器1和2中分別與接收到的衛星信號進行混頻，得到混頻后的兩路信號，分別為同相信號和正交信號。生成的兩路信號進行分段，每段長度為捕獲相關過程中的步進長度，然后在累加器中將每段分別進行累加，得到同相和正交相累加信號。副載波發生器產生周期的方波副載波。碼生成器用于偽隨機碼序列的生成。當捕獲的衛星信號為BOC信號時，相關器3將方波副載波與偽隨機碼序列進行相關得到BOC調制序列。當捕獲的衛星信號為BPSK信號時，副載波發生器產生恒定的+1序列，相關器3將方波副載波與偽隨機碼序列進行相關，此時輸出序列實質為偽隨機碼序列。通過相關器3輸出的序列為本地的碼信號。生成的本地碼信號分別與同相和正交相累加信號進行相關，并進行相關積分，將相關積分結果輸出，用于捕獲判決。捕獲判決模塊依據得到的相關值，將其與設定的閾值進行比較，如果大于閾值，則判斷為衛星捕獲成功，否則，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種信號的捕獲方法，其特征在于，包括：獲取衛星信號；將獲取的衛星信號將衛星信號與本地載波進行混頻，獲得混頻信號，實現多普勒剝離；混頻后信號在碼片內進行累加求和；累加后信號與本地產生的碼信號進行相關積分；相干結果送入捕獲判決器，進行捕獲判決。

【技術特征摘要】
1.一種信號的捕獲方法，其特征在于，包括：獲取衛星信號；將獲取的衛星信號將衛星信號與本地載波進行混頻，獲得混頻信號，實現多普勒剝離；混頻后信號在碼片內進行累加求和；累加后信號與本地產生的碼信號進行相關積分；相干結果送入捕獲判決器，進行捕獲判決。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混頻后信號在碼片內進行累加求和包括：獲得的混頻信號進行分段，每段長度取決于衛星捕獲搜索過程中的步進長度。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混頻后信號在碼片內進行累加求和包括：獲得的混頻信號進行分段后，將每段長度內的采樣點進行累加求和，得到第一階段的累加數據。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述與本地產生的碼信號進行相關積分包括：根據衛星信號的不同產生不同的本地碼信號，即對于BOC信號，本地碼信號為副載波序列與偽隨機碼序列的相關后序列；對于BPSK衛星信號，本地碼信號為偽隨機碼序列。然后，將本地生成的碼信號與累加后的信號進行相關，得到本地信號與衛星信號的相關值。5.根據權利要求1至4所述的方法，其特征在于，將相關過程分為兩個階段，載波相關過程和碼相關過程兩個階段。通過復用載波相關過程的中間結果，可以減少衛星信號捕獲過程中的計算冗余，從而提高資源利用效率，從而快速捕獲衛星信號。6.一種信號的捕獲裝置，其特征在于，所述裝置包括：信號輸入\\譯碼模塊，載波混頻模塊，碼片內累加模塊，副載波\\碼信號相關模塊，相...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷登云，路衛軍，崔小欣，黃永燦，于敦山，
申請(專利權)人：北京大學，
類型：發明
國別省市：北京;11