[发明专利]高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法及装置

权利要求书

1.高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是包括如下步骤：

步骤一：对导航卫星发射的卫星模拟信号进行下变频及采样，并设定合适的多普勒频移变量初值及最大值，即设定多普勒频移搜索范围，同时设定多普勒频移搜索间隔、最大相关值与相关均值的比值的检测阈值、双稳随机共振系统参数、卫星号变量初值及卫星号最大值；

步骤二：根据待搜索的导航卫星号及多普勒频率偏移产生本地伪码卫星信号；

步骤三：分别对采样后的卫星信号和本地伪码卫星信号进行双块零拓展；

步骤四：对经双块零拓展后的卫星信号和本地伪码卫星信号利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算；

步骤五：对相关结果进行处理，并保留相关结果的实部信号；

步骤六：对保存的相关结果的实部信号进行二次采样随机共振；

步骤七：对步骤六中输出的信号做傅里叶变换并取模；

步骤八：对每一颗卫星，在频率方向和码延时方向上寻找步骤七中取模后的最大值；即对每一颗卫星，首先寻找初始频率对应的步骤七中取模后的最大值并保存；然后重复步骤二找出下一多普勒频率对应的步骤七中取模后的最大值并保存，直到保存该颗卫星的所有频率对应的步骤七中取模后的最大值；最后再从上述所有频率对应的取模后的最大值中找出一个最大值作为该颗卫星取模后的最大值；

之后，将该颗卫星取模后的最大值同步骤一中设定的检测阈值进行比较，如果该最大值大于步骤一中设定的检测阈值，则该最大值所对应的频率和码延时即为要捕获的多普勒频率和码延时；如果该最大值未超过步骤一中设定的检测阈值，则重复步骤二搜索下一颗卫星，直到搜索完所有的卫星，则退出捕获，此时表示捕获不成功。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是：

步骤六所述二次采样随机共振步骤包括二次采样步骤和随机共振步骤，即首先，对保存的相关结果的实部信号进行二次采样，使采样后的信号频率符合小参数随机共振的要求，然后，让采样后的信号进入双稳随机共振系统，并进行随机共振。

3.根据权利要求1或2所述高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是：所述多普勒频移搜索范围为-10KHz～10KHz。

4.根据权利要求3所述高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是：所述多普勒频移搜索间隔为5000Hz。

5.根据权利要求1或2所述高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是，所述检测阈值介于3～7之间。

6.根据权利要求1或2所述高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是：双稳随机共振系统参数初值为a＝1，b＝1。

7.根据权利要求1或2所述高灵敏度导航卫星信号非线性捕获方法，其特征是：卫星号变量的初值为1，最大值为30。

8.高灵敏度导航卫星信号非线性捕获装置，其特征是包括如下模块：

变频采样模块：对导航卫星发射的卫星模拟信号进行下变频及采样；

本地伪码生成器：根据待搜索的导航卫星号及多普勒频率偏移产生本地伪码卫星信号；

双块零拓展模块：分别对变频采样模块采样后的卫星信号和本地伪码生成器产生的本地伪码卫星信号进行双块零拓展；

快速傅里叶变换循环卷积相关模块：对经双块零拓展模块输出的卫星信号和本地伪码卫星信号利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算；

取实部模块：对相关结果进行处理，并保留相关结果的实部信号；

二次采样随机共振模块：对取实部模块保存的相关结果的实部信号进行二次采样，使其通过双稳随机共振系统，并进行共振输出；

傅里叶变换及取模模块：对二次采样随机共振模块输出的信号做傅里叶变换并取模；

最大相关值与相关均值的比值阈值检测模块：对每颗卫星，在频率方向和码延时方向上寻找傅里叶变换及取模模块输出的最大值；如果该颗卫星取模后的最大值大于预先设定的检测阈值，则该最大值所对应的频率和码延时即为要捕获的多普勒频率和码延时；如果该最大值未超过预先设定的检测阈值，则返回本地伪码生成器搜索下一颗卫星，直到搜索完所有的卫星，则退出捕获，此时，表示捕获不成功。

9.根据权利要求8所述的高灵敏度导航卫星信号非线性捕获装置，其特征是：所述二次随机共振模块包括二次采样单元和随机共振单元，其中

二次采样单元，对取实部模块保存的相关结果的实部信号进行二次采样，使采样后信号频率符合双稳随机共振小参数信号的要求；

随机共振单元，对二次采样后的信号进行共振输出。