[发明专利]对GPS L5信号的捕获方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)软件导航接收机，尤其涉及捕获GPS导航信号的方法。

背景技术

GPS系统已在军事、科学、政治和经济方面得到了广泛应用。GPS可以使用的信号主要有四种，L1，L2，L2C和L5。其中L2C和L5是新的GPS导航信号，L5信号主要是用来提供生命保障服务。随着新的民用导航信号的使用，对于新导航信号的快速捕获和实时跟踪的研究逐渐成信号处理领域的热点。

然而，GPS L5信号与GPS L1信号有着不同的信号结构，其由2个正交分量组成，其中一个载有导航信息，被称为数据通道(data channel)(I5-code)，另一个没有导航信息，被称为导航通道(pilot channel)(Q5-code)；I5和Q5的伪随机测距码是相互独立的，但是在时间上是同步的，都是1ms的数据长度，码率为10.23Mbps。由于这两个分量是同步的，而每一个分量相对于GPS L1信号来说又是非常相似的。可以采用GPS L1信号捕获的方法来GPS L5信号的数据通道或者导航通道进行单独捕获，但是这样单独对两个分量进行捕获，捕获操作会有一定的增益丢失。对于在信噪比较差的环境下，就难以发挥GPS L5信号的优势。参考文献1(Hegarty，C.，Tran，M.，Van，Dierendonck，A.J.“Acquistion algorithm for the GPS L5 signal”In proceeding of ION/GNSS，Portland，OR，Sept.2003p165-177；(2)Yang，C.，Hegarty，C.，Tran，M.，“Acquisiton of the GPS L5 signal using coherent combining of I5 and Q5”In proceeding of ION/GNSS 17th international Technical Meeting，Long Beach，CA，Sept 2004，p2184-2195)提出了一种数据通道和导航通道相结合的捕获方法。但是这种方法的实际运算量也是非常大，难以满足现代软件接收机的需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种对GPS L5信号的捕获方法，以降低捕获运算量，提高捕获的精确度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种对GPS L5信号的捕获方法，所述方法包括：

步骤1)分别在GPS L5信号的数据通道和导航通道进行短时间的捕获，获得粗略的捕获结果；

步骤2)基于所获得的粗捕获结果进行进一步的捕获，以得到精确的码相位和多普勒频移。

上述方法中，所述步骤1)包括：

步骤11)分别在数据通道和导航通道对各自接收到的4ms的信号数据进行相干积分，获得相关结果；

步骤12)将相关结果与预定阈值做比较，获取通过所述阈值的相关结果所对应的捕获参数。

上述方法中，所述步骤11)包括：

在数据通道，通过将第1ms和第3ms的数据相叠加，第2ms和第4ms的数据相叠加，对于上述两组2ms的数据中的每一组，在调制的NH码为{(1，1)，(-1，-1)，(1，-1)，(-1，1)}的情况下分别做相干积分，取其中最大的相关结果作为该通道的相关结果；

在导航通道，将接收到的4ms的数据循环分为8份，每两份数据形成一个1ms的数据块，与将0.5ms的本地数据后面补零形成的1ms的本地数据进行相关积分，将其中最大的相关结果作为该通道的相关结果。

上述方法中，所述步骤2)包括：

基于所获得的捕获参数，对20ms的输入信号的数据采用双通道非相干信道联合捕获方法进行捕获，如果所得到的捕获结果通过判定阈值，则该卫星捕获成功，并获得相应的码相位和多普勒频移。

上述方法中，所述步骤2)包括：

基于所获得的捕获参数，对20ms的输入信号的数据采用双通道相干信道联合捕获方法进行捕获，如果所得到的捕获结果通过判定阈值，则该卫星捕获成功，并获得相应的码相位和多普勒频移。

根据本发明的另一个方面，提供了一种对GPS L5信号的捕获装置，该装置采用上述的捕获方法对GPS L5信号进行捕获。

与现有技术相比，本发明的优点在于：