[发明专利]一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星信号多通道捕获方法，特别是卫星导航接收机多通道联合捕获方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

卫星导航接收机由于能利用卫星全球定位系统覆盖全球的卫星信号持续不断地实时高精度地提供接收机所在位置速度及时间，在我国卫星和飞船应用领域显示了越来越重要的作用。为满足信号捕获和接收机定位的快速和实时性，多通道信号捕获成为一种必然。

现有的卫星导航接收机多通道捕获方法主要有两种，一种是在时域上多个通道内进行码和载波方向上的二维搜索，强调通道间的协同操作和控制(中国专利公开号CN102023302A，公开日2011.04.20)，一种是利用FPGA等大规模运算器件使用快速傅立叶变换(FFT)方法在频域上进行多通道捕获(中国专利公开号CN101839970A，公开日2010.09.22)。

上述第一种多通道二维搜索方法，信号搜索速度慢、信号捕获时间长、高动态条件下失锁后快速恢复困难；而第二种FFT快速捕获方法虽然信号搜索速度快、信号捕获时间短，但是通常要用FPGA实现，算法复杂计算量较大、资源耗费多。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提出一种卫星导航接收机多通道联合捕获卫星信号的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种卫星导航接收机多通道联合捕获卫星信号的方法，包括下列步骤：

1)在卫星导航接收机上建立两个信号捕获系统，每个信号捕获系统中最多捕获12颗GPS导航星，其中一个信号捕获系统对N颗不同星号的导航星进行捕获，N＝1～12，另一个信号捕获系统对另外M颗不同星号的导航星进行捕获，M＝1～12，每个信号捕获系统均包括处理器、存储器、12路通道相关器以及串口通信UART模块，处理器对通道相关器、存储器和串口通信UART模块进行控制并与其三者进行数据交换；

所述12个通道相关器为并行结构，即可同时对相同或不同的卫星信号进行捕获和跟踪；

所述12个通道相关器中的每个通道相关器同一时间只能对一颗导航卫星信号进行搜索和跟踪；

所述12个通道相关器中的每个通道相关器完成一颗导航卫星信号搜索后，若没有对该卫星信号完成捕获和跟踪，则该通道更换搜索卫星，即对另一颗导航卫星的信号进行捕获和跟踪；

2)采用通用异步串口UART将步骤1)中建立的两个信号捕获系统进行通信连接，其通信方式设为全双工模式，并分别设置通信双方为相同的波特率和发送、接收模式；

3)在两个信号捕获系统中分别采用二维搜索策略对卫星信号进行捕获，收集信号捕获信息数据，并将收集到的数据封装进数据帧，设置数据帧头和校验和；

4)两个信号捕获系统将己方在步骤3)封装好的数据帧发送给对方；

5)两个信号捕获系统接收到对方发送来的数据帧后，对数据帧进行处理，处理过程包括：

5.1首先根据数据帧中的帧头和校验和对数据的有效性进行判断，如果数据有效则进入步骤5.2，否则进入步骤3)；

5.2从数据帧提取导航星信息，选择性地将有效导航星信息置入通道相关器，并对选定导航星进行捕获和跟踪，辅助完成卫星定位；

上述步骤5.2中选择性地将有效导航星信息置入通道相关器的过程为：

5.2.1首先根据导航星信息判断并提取接收到的可用于定位解算的导航卫星集合，并从步骤3)己方信号捕获系统所得到的信息数据提取可用于定位解算的导航卫星集合，判断上述两部分集合的并集不小于4个，则进入步骤5.2.2，否则返回步骤3)；

5.2.2判断己方是否已处于定位状态，即已捕获到4颗以上导航星且成功进行定位解算，若未处于定位状态，则进入步骤5.2.3，否则返回步骤3)；

5.2.3将接收到的可用于定位解算的导航卫星置入本地通道相关器中，其中每个卫星的置入过程为：

如果该卫星已经存在于本地12个通道相关器中，则判断该卫星是否在本地被捕获，如果已捕获则返回步骤3)，否则在包含该卫星的通道相关器中更新该卫星的多普勒信息；如果该卫星未存在于本地12个通道相关器中，则判断本地通道相关器中是否存在有未捕获到卫星的通道，如果有则将该卫星的星号及多普勒信息置入到一个未捕获到星的通道或者替换掉该通道中正在捕获的卫星，否则返回步骤3)；