[发明专利]一种用于GPS信号捕获算法的分段相关累加方法

说明书

技术领域

本发明涉及GPS信号捕获技术中使用的方法，具体是一种属于部分匹配滤波并行频率捕获算法中的分段相关累加方法。

背景技术

GPS卫星导航接收机基带数字信号处理主要用到捕获和跟踪两模块。捕获模块主要实现对卫星信号载波频率和伪码码相位的估算，为跟踪模块的载波环和码环提供频率和码相位的初始值，使跟踪模块精密而脆弱的载波环和码环能够正常工作并锁定卫星信号。

在捕获模块运用的技术中，基于部分匹配滤波的并行频率捕获算法一直是重要的捕获算法之一。该算法通过对I路和Q路的零中频数字信号分别进行分段相关累加，不仅获得了扩频增益，而且也降低了数据速率，从而减少了后续快速傅里叶变换(FFT)模块的点数，降低了实现难度。虽然该算法不需要很复杂的傅里叶变换模块，但分段相关累加模块如果不进行优化设计，其实现往往需要耗费巨大的寄存器资源，极大的增加捕获模块的功耗。基于此，对分段相关累加方法进行合理的设计，使其具有节省资源的特点，就成为该类捕获模块设计时的必然需求。

发明内容

基于以上捕获模块设计时的必然需求，本发明提出一种用于GPS信号捕获算法的分段相关累加方法，其技术方案如下：

一种用于GPS信号捕获算法的分段相关累加方法，它包括以下步骤：

步骤一：初始化，包括：同步顺序接收来自数字下变频的I、Q路零中频数字信号；设定C/A码1ms内的周期采样点数H，半码片的采样点数A，以及一匹配滤波块的长度B以及所述匹配滤波块的个数C；令D＝B/A，D为整数；另设初始值为0的一变量k；

步骤二：除法判别，完成上述步骤一后，以k为被除数、D为除数，令其商为Y，余数为X，构造一二维向量[X，Y]：

4)若X＝Y＝0，则按信号的序列顺序，分别读取一次B长度的I路、Q路的零中频数字信号和同序的B长度本地C/A码，各自存放于B长度的I路寄存器块、Q路寄存器块和C/A寄存器块中；然后k递增1；

5)若Y＞0且X＝0，则继续读取A长度的I路、Q路的零中频数字信号，并各自存入所述I路寄存器块和Q路寄存器块；同时继续读取B长度的本地C/A码而存入所述C/A码寄存器块；然后k递增1；

6)若X＞0且Y＞0，则继续读取A长度的I路、Q路的零中频数字信号，并各自存入所述I路寄存器块和Q路寄存器块，然后k递增1；

步骤三：相关累加；在进行步骤二之后，将所述I路寄存器块、Q路寄存器块和C/A寄存器块中的当前数据共同标记记为当前X、Y值对应的所述二维向量[X，Y]；再将此刻的所述I路寄存器块和Q路寄存器块中的数据分别与C/A码寄存器块中的数据作相关累加运算，每一个得到的运算结果仍对应所述二维向量[X，Y]，并各自保存；

步骤四：复位：以k＝D*C成立判据，若是，则将所述I路寄存器块、Q路寄存器块和C/A码寄存器块清空、k置零、所有所述I路、Q路零中频数字信号起始读取以及本地C/A码的序列起始读取点按各序列的原始顺序重置，所述二维向量中X＝Y＝0；若否，则仍回到步骤二判断k值的其他情况；

步骤五：读出：将上一步骤得到的所述运算结果，按X的排序每一次将等X值标记的所有者读出，逐次全部进行FFT处理。

作为本技术方案的优选者，在以上技术方案的基础之上，可以有如下的改进：

一较佳实施例中，所述I路寄存器块前级还设置一I路输入缓冲区，所述Q路寄存器块前级还设置一Q路输入缓冲区；该I路输入缓冲区和Q路输入缓冲区受时序电路的控制将对应的I路零中频数字信号和Q路零中频数字信号按其序列顺序分别传输至所述I路寄存器块和Q路寄存器块。

一较佳实施例中，所述C/A码寄存器块前级具有一按序列顺序循环输出C/A码的存储器。

一较佳实施例中，设置一行数为D，列数为C的存储矩阵，每一所述运算结果按所述二维向量[X，Y]存入该存储矩阵的第X行第Y列对应的单元；所述步骤五中将所述存储矩阵按行整行读出。

在设有I路、Q路输入缓冲区的方案基础之上，一较佳实施例中，所述步骤四中所述I路输入缓冲区、Q路输入缓冲区在已有状态上分别读出(G*H-B*C)长度的数据，同时所述本地C/A码的读取指针恢复初始值，以重置各对应序列的起始读取点。

作为以上技术方案所对应的装置，可以是如下的方案：

一种GPS信号捕获算法的分段相关累加装置，它包括：

一I路输入缓冲器，其输入端连接来自数字下变频输出的I路零中频数字信号，其输出端连接一I路寄存器块；