[发明专利]一种自适应导航信号捕获方法及装置

说明书

本发明公开了一种自适应导航信号捕获方法及装置，上述方法包括：步骤S1：根据配置的捕获参数，确定各搜索单元的判决值，同时估计各搜索单元的信噪比；步骤S2：从各搜索单元的判决值中确定最大判决值，确定具有该最大判决值的搜索单元的信噪比，并根据该信噪比确定门限值；当所述最大判决值小于所述门限值时，根据具有该最大判决值的搜索单元的信噪比更新所配置的所述捕获参数，并返回步骤S1；当所述最大判决值大于或等于所述门限值时，输出具有该最大判决值的搜索单元对应的导航信号信息。本发明公开的自适应导航信号捕获方法及装置，能够实现导航信号的自适应捕获。

技术领域

本发明涉及导航系统的接收技术，尤其涉及一种自适应导航信号捕获方法及装置。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)在人们的日常生活中发挥着越来越不可替代的重要作用，应用到了各行各业，尤其在导航、定时、测绘等领域的作用越来越明显。目前，全球卫星导航系统主要包括美国的全球定位系统(GPS，Global Positioning System)、中国的北斗(BD，Bei Dou)系统、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS，GLObal NAvigation Satellite System)系统以及欧洲的伽利略(Galileo)系统。

利用卫星导航系统进行定位定时等业务，必须首先捕获到多颗(至少四颗)可见卫星的无线信号，这就是所谓的导航信号捕获的三维搜索算法(卫星伪码、码相位、多普勒频移)。导航信号的搜索算法的作用毋庸置疑或者说至关重要，因为如果捕获不到导航信号，随后的信号跟踪、比特同步、解调解码和位置速度时间(PVT，Position，Velocity andTime)解算等功能都无法启动，也就是说无法导航。导航信号捕获算法的性能更为重要，因为如果捕获不到正确的导航信号，或者说，捕获到的导航信号是错误的，并且接收机不知情，即使进行随后的操作也无济于事。

目前的捕获算法有线性搜索方法(即搜索完一维、再搜索第二维，最后搜索第三维)以及并行搜索方法(如并行码相位搜索算法和并行频率搜索算法)。上述算法都有一个共性，即它们都牵涉许多处理参数，如相干积分时间、非相干积分时间、判决门限等。在这些参数中，最重要的参数就是相干积分时间。一般说来，确定了相干积分时间，可进一步确定非相干积分时间，再最终确定判决门限。上述这些参数的取值直接影响着捕获算法的成功与否。而决定这些参数取值大小的因素则是接收信号的信噪比，即信号质量。一般来说，对于弱信号，即信噪比较低的信号，若想捕获成功，需要较长的相干积分长度和非相干积分长度，以及较高的门限值；而对于较强的信号，即信噪比较高的信号，则只需要较短的相干积分长度和非相干积分长度，以及较小的门限值。而这些参数的选择使用对于接收机来说，非常重要。如果参数选择使用不当，要么捕获不到弱信号，要么捕获到错误的导航信号，要么浪费接收机的捕获时间和功率。尤其，门限值的选择对信号捕获成功与否的影响最大，极大地决定了“漏警”和“虚警”的概率。并且，信号强度的变化区间非常大，至少可以强至-130dBm，可以弱至-160dBm。

然而，接收机在捕获算法启动之前，对信号强度的信息一无所知，也就无法选择使用捕获参数。目前，一种常用做法是：根据期望捕获的最低信号强度，如-145dBm，预先设置捕获参数。但是，采用该种做法，如果遇到的信号较强，则浪费了处理能力；并且，由于信号强度的不匹配，导致门限值的选择使用也可能出现意外。同样，另一种做法是：先假设是强信号，进行搜索捕获，然后逐渐切换到弱信号；如果中间认为已经捕获到了信号，就停止下一步的捕获操作。但是，这种方法同样面临着参数失配的问题。尤其当采用面向强信号的低门限值时，而实际为弱信号，最后的判决幅度(或功率)值会出现许多满足门限要求的相位或多普勒频移数据点，导致无法判决。