[发明专利]一种抗符号跳变的新型GPSL5信号快速捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星测控、导航信号捕获技术领域，特别涉及一种抗符号跳变的新型GPS L5信号快速捕获方法，用于测控、导航技术领域实现GPS L5信号快捕。

背景技术

在GPS现代化进程，在L5频点上新增发的民用信号，该信号与传统的GPS L1C/A信号相比，具备以下新特征：(1)、发射功率更高，且采用更长的伪码(码长为10230)，得到更好的互相关特性；(2)、采用QPSK调制，增加辅助通道(无调制数据信息)，能够实现长时间积分以提高接收机灵敏度；(3)、增加基码调制(周期为10、20的NH码)，利于数据同步。基码的码元长度等于一个伪码周期，速率远低于伪码速率，与伪码模2相加后，产生一个更长的伪码。基码调制在带来导航性能改善的同时，也增加了信号的捕获难度，搜索空间由二维(频率、伪码相位)变为三维(多普勒频率、伪码相位、基码相位)。其中，基码主要用于捕获弱信号的应用环境(例如室内、森林)，它与多普勒频率共同限制了积分时间长度。在灵敏度要求不高的情况下，GNSS接收机仅利用载波多普勒和伪码相位信息，就能完成信号捕获，同时实现基码的同步。

如果接收机在整个捕获过程中不利用基码信息，在伪码全相位并行搜索(Parallel Code-phase Search(PCS))时，由于基码跳变(跳变沿位于相邻周期的伪码中间，也可称之为符号跳变沿)的客观存在，可能使相干积分结果急剧减小，导致算法失效。目前，存在几种不同类型的方法能够克服符号跳变沿影响。

现有技术中一种简单有效的克服符号跳变沿影响的方法：双倍补零+PCS算法；该方法连续采集两个伪码周期的接收信号与等长度的本地信号(由一个周期的本地复制码与一个周期的补零组成)进行循环相关(伪码全相位并行搜索：PCS)，能够有效避免符号跳变沿的影响。该方法的缺点是计算复杂度成倍增加，且效率较低，在循环相关过程中的一半计算量是无用的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提出一种抗符号跳变的新型GPS L5信号快速捕获方法，该方法用于卫星测控终端以及导航接收机在无辅助措施情况下对GPS L5信号以及类似信号进行快速捕获，解决了在GPS L5信号的伪码全相位并行搜索中，由基码跳变(跳变沿位于相邻周期的伪码中间，也可称之为符号跳变沿)导致捕获性能损失，相对传统的快捕方法，本发明有效降低了计算复杂度，提升了算法效率。

本发明的上述目的通过以下方案实现：

一种抗符号跳变的新型GPS L5信号快速捕获方法，包括如下步骤：

(1)、根据设定的多普勒仓，顺序选择多普勒频率，并根据所述多普勒频率对接收到的GPS L5信号进行下变频，得到GPS L5基带信号；

(2)、采用设定的降采样时钟f_down对步骤(1)得到的GPS L5基带信号进行降采样，得到降采样信号x_d；并利用所述降采样时钟f_down生成本地伪码信号h_c；

(3)、分别对降采样信号x_d和本地伪码信号h_c进行数据块采集和补零操作，得到信号数据集合X和伪码数据集合H，具体实现方法如下：

在降采样信号x_d中采集长度为M的数据块，并在所述数据块后补N₀个0形成长度为N＝M+N₀的信号数据集合X；在本地伪码信号h_c中采集长度为的数据块，并在所述数据块后补个0形成长度为N＝M+N₀的伪码数据集合H；其中，f_code为GPSL5信号的伪码频率，P_{n_len}为GPSL5信号在一个伪码周期内的码片个数；N₀＝min(N₁,N₂)，N₁为整数且l₁为满足条件的最小正奇数；N₂为整数且l₂、p满足条件且使得取最小值，l₂为正偶数、p为正整数；

(4)、分别对信号数据集合X和伪码数据集合H进行点分解，得到第一信号分量x₁和第二信号分量x₂，以及第一伪码分量h₁和第二伪码分量h₂，其中：