[发明专利]一种GPS L2C信号CL码的捕获方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其是涉及一种GPS L2C信号CL码的捕获方法。

背景技术

当今时代，GPS（Global Position System，全球定位系统）的应用范围已经渗透到测绘、通信、军事、航天、电力、遥感等多个领域，而各行各业对于其应用也有着更高的要求。GPS信号包括不同的频率段，其中最常使用的是L1频率段所包含的C/A民用码。而民用L1信号应用越来越多的受到条件限制，如在信号较弱，干扰噪声较强的低信噪比条件下信号接收机难以捕获、跟踪到信号。而低信噪比环境是人类活动不可避免的主要环境之一，如室内定位、城市及隧道环境下的车辆导航以及航天器深空探测领域等。

随着第一颗GPS IIR-M卫星于2005年9月26日入轨运行,GPS IIR-M卫星提供了一个新的频段L2频段,其中的民用信号L2C信号采用了特殊的民用中等长度码即CM码和民用长码即CL码，进行时分复用，相比传统的C/A码，L2C码码长更长，使信号间的互相关值更小，进而信号间的干扰也更小，也使得长时间的相干积分成为可能，在低信噪比环境中更具优势，使得L2C信号能够实现在室内、林荫路、隧道等微弱信号条件下的应用。到目前为止已经有8颗现代化卫星开始发射L2C试验信号，官方预计在2016年GPS L2C信号将能够实现24星全星座运行。

但是对于L2C信号的捕获存在以下问题：首先若仍采用原来L1C/A码的捕获方法进行捕获，其精度及计算时间都是现在的硬件条件无法满足的。其次，目前国内外公开的方案较少且存在不同的问题，其中主要方案有首先捕获CM码进而对CL码捕获进行辅助捕获，然而该方案一旦在低信噪比条件下，CM码捕获将更加难以完成；还有一种扩展折叠复制码捕获技术用于CL码的捕获，该方案在不需要CM码辅助的情况下，可以利用FFT实现CL码的快速直接捕获，节约了时间，但使得噪声和互相关干扰增加了，使得信号的灵敏度大大降低。因此需要一种快速、高灵敏度的方案对CL码进行直接捕获。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,本发明提出了一种GPS L2C信号CL码的捕获方法。所述方法兼顾了计算时间和捕获灵敏度，实现快速、高精度的对CL码进行直接捕获。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种GPS L2C信号CL码的捕获方法，包括如下步骤：

步骤A，信号处理，以得到时域和频域两路折叠信号；具体过程如下：

步骤A-1，对接收到的L2C信号进行数据采样，采样数目为KN个，之后将KN个采样分为K块，每块为N×1的向量，再将所述K个N×1的向量叠加，得到具有N个数据点的折叠频域信号

步骤A-2，通过本地伪码发生器产生本地伪码序列，采样本地伪码序列，每次采样MN个点，并分成M块，每块为N×1的向量，再将所述M个N×1的向量叠加，得到具有N个数据点的折叠时域信号

步骤B，粗捕获CL码信号，对步骤A中得到的时域及频域的折叠信号进行FFT并行捕获，找出相位同步的本地伪码采样；具体过程如下：

步骤B-1，将步骤A中的时域和频域两路折叠信号分别进行FFT循环相关运算：

对折叠的频域信号进行FFT运算，并对FFT运算结果取复共轭得到

对折叠的时域信号进行FFT运算得到

步骤B-2，将与的乘积进行IFFT运算，得到频域信号与时域信号粗捕获相关结果C=<s→‾,r→‾>;]]>

步骤B-3，对步骤B-2所得频域与时域信号的粗捕获相关结果C进行平方检测，如果有超出阈值的尖峰值，则认为捕获成功，记录此时对应的时域折叠信号；否则舍弃前（M-K）N个本地伪码采样，再补充（M-K）N个本地伪码采样，对新的MN个本地伪码采样返回步骤A-2，继续执行；

步骤C，精捕获CL码信号，通过粗捕获得到的本地伪码折叠信号序列得到较为精确的同步的本地伪码相位，其过程如下：