[发明专利]高动态弱信号下基于DCFT的块补零码捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及导航信号捕获技术领域，具体涉及高动态GPS信号的捕获参数预测方法。

背景技术

全球定位系统(Global Pos i tioning System，GPS)信号是经过直接序列扩频调制的扩频信号。在室内、密集城区等弱信号环境中，遮挡、多径和干扰等现象较为严重，GPS信号功率由于受到各种穿透损耗会严重衰减，所以需要长时间积累得到高的检测峰值，才能提高信号的检测概率。但是在高动态下弱信号捕获会面临两个问题：第一，高动态下多普勒频移会对积累峰值产生影响；第二，比特符号翻转会对积累峰值产生影响。

为了能在高动态下捕获L1弱信号，Chun提出了BASIC(Block Accunulating Semi-coherent Integration of Correlation)方法，计算后相关信号的共轭块信号，即差分后相关信号，然后将所得信号进行快速傅里叶变换(FFT)，进而对高动态参数(初始频率，调频斜率，比特符号)进行估计，此方法是一个开环捕获，非常适合软件接收。但是此方法没有考虑高动态下对本地码相位的补偿，且此方法利用后相关得到的共轭信号较原信号信噪比降低，不利用进一步提高积累峰值。

发明内容

针对现有技术的不足，为了在高动态下更好地捕获GPS弱信号，本发明旨在提供一种基于离散调频傅里叶变换(discrete chirp Fourier transform，DCFT)块补零(Block Zero-padding Approach based on DCFT，BZA_DCFT)捕获方法，从而在较BASIC更低的信噪比下捕获信号，得到信号的高动态参数。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

高动态弱信号下基于DCFT的块补零码捕获方法，包含如下步骤：

步骤1，对接收到的后相关信号按不同比特翻转位置b进行分块处理，分块后每个数据块表示为其中，k＝1,...,K，K表示要求的数据比特有K比特；所述后相关信号表示如下：

xn=bnAexp(j[2π(f0nTs+αn2Ts2)+φ0])+wn=sn+wn;]]>

其中，A为信号幅度，n为采样点数，b_n＝±1为比特符号，f₀为初始频率，α为调频斜率，φ₀为初始相位，w_n为后相关信号的噪声，T_s为采样间隔，s_n为后相关有用信号；

步骤2，记不同初始频率和调制斜率的求和矩阵为不同初始频率和调制斜率的数据比特矩阵为其中m和l表示矩阵和的行数和列数；令k＝0，并初始化为全零矩阵，为空矩阵，按照k＝1,...,K进行循环迭代，计算得到数据块的求和矩阵和数据比特矩阵，单次迭代的过程具体如下：

2.1)对数据块按照其在后相关信号的位置进行补零，得到补零后的数据块h_k；

2.2)对补零后的数据块h_k进行离散调频傅里叶变换DCFT：

2.3)求出第k位比特数据：

2.4)更新求和矩阵数据比特矩阵