[发明专利]基于单通道的GPS L1C/A、L5双频三码联合捕获算法

说明书

技术领域

本发明属于GNSS信号处理技术领域，具体涉及通过单通道实现GPS L1C/A、L5信号双频三码的联合捕获新技术。

背景技术

目前，天空中有超过100颗的导航卫星，而每颗卫星都有多个频点、甚至有些卫星每个频点有多种扩频码，每个扩频码的下行信道都广播各自导航电文或导频信号。由IS-GPS-200E接口控制文档可知，各扩频码发射的信号能量相差不大。传统的GPS C/A码接收机仅使用L1频段的C/A码能量，通过累加同颗卫星发射的所有码的能量来提高捕获灵敏度是目前研究的趋势。

从2007年开始，国内外开始探讨累加单星座多频点的多码信号能量来提高接收机的捕获灵敏度，分别包括同频双码联合捕获和双频双码信号联合捕获算法。而传统多频点GPS接收机的各个频点的码相关通道是独立工作的，叠加后虽然灵敏度提高，但是运算量比较大。

同频双码GPS L1C/A码与L1C码联合捕获算法比传统的单码捕获算法灵敏度提高了3dB，针对常规捕获算法中的双码分别占用独立的相关通道，资源消耗大的问题，将GPS L1频点上的C/A码和L1C共用一个相关器通道进行处理，与传统双频捕获算法具有相同灵敏度情况下，节省了近50％的运算量或硬件资源。

双频双码信号联合捕获算法：电离层干扰对GPS L1 C/A码和GPS L2C码的码同步的影响极小、对不同载频的多普勒频率偏差的影响是固定的载频比的结论，为通过联合捕获来累加GPS不同频点的码信号能量提高捕获灵敏度的方法提供了理论及工程依据。该算法使用了独立的C/A码和L2CM码通道构成双码联合通道，并增加了附加运算构造捕获检测量，据此提出了四种不同的GPS L1 C/A与GPS L2 CM的双频双码信号的联合捕获算法。由于每个码占用单独的通道进行剥离，运算复杂度较大，但捕获灵敏度提高了2-3dB。以此方法实现的GPS L1C/A与L5双频三码信号的捕获算法框图如图1所示。

由于同频双码联合捕获中，通过双码复合使用单通道在增加捕获灵敏度的情况下，可以节省大量的运算量，但在实现双频双码的联合捕获算法中，不同频率的双码复合后，会使得输出的复合sinc函数的单峰产生畸变现象如图3所示，过程如下：

双频输入信号如下式所示：

Si(t)=2P1di1(t-τ)ci(t-τ)cos(2π(fc+fd)(t-τ)+φ1)+2P5(di5(t-τ)cXI,i(t-τ)NH10(t-τ)cos(2π(fc+afd)(t-τ)+φ5))+2P5(cXQ,i(t-τ)NH20(t-τ)sin(2π(fc+afd)(t-τ)+φ5))+n(t)]]>