[发明专利]一种捕获GPS弱信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及GPS(全球卫星定位系统)中捕获卫星弱信号的方法。

背景技术

扩频通信技术由于使用了码分多址编码技术，使得系统具有良好的抗干扰和截获性。在现代通信系统中得到了广泛的使用，特别是在已经广泛应用的全球定位系统中，如美国的GPS系统，欧盟的伽利略系统等。对于在信噪比高的环境中(如室外或者一般开阔环境中)，对于GPS系统，只要使用1ms的数据就可以得到信号的码相位和载波频率，即可以捕获卫星信号。但是在弱信号的环境中(功率谱密度低于30dB-Hz甚至20dB-Hz时)，如室内、城市街道或者狭窄的空间中，如果只使用1ms的数据是不足以捕获卫星信号的。这样就需要在多个周期上累积卫星信号的能量，以能够检测到相关峰值。James Bao-YenTsui于2005年编写的“Fundamentals of Global Positioning SystemReceivers A software Approach”一书中探讨了相干组合和非相干组合在捕获弱信号中的作用，得出在没有数据位跳变时，使用相干组合可以提高信号的信噪比。GPS信号对导航电文进行调制后的信号，而导航电文肯定不是0和1交替出现的，因为0和1交替出现的信号是没有信息量的。因此导航数据会出现连1和连0的情况，而GPS信号中数据位跳变上，就会出现40ms才发生一次跳变的的情况(一个数据位占20ms)。那么在信号处理中必须考虑20ms和40ms就发生跳变的可能性。因此对GPS信号的处理过程中，数据位发生跳变时，使用相干积分时会造成信噪比的迅速减小。使用非相干积分虽然可以提高信号的信噪比，但和相干积分相比，会带来“平方损失”。因此可以用一种叫做差分相干积分的方法来提高信噪比。

对于上述提到的三种方法可进行如下表述：

相干积分方法：

PCCN=maxm(i,j){|Σn=1Ny(n)(i,j)|2}---(1)]]>

非相干积分：