[发明专利]一种GPS互相关消除方法

说明书

本发明公开了一种GPS互相关消除方法，利用已知参考信息中提供的可用信息在捕获弱信号的过程中，通过公式对所有干扰强信号与弱信号的互相关值进行并行计算，并在最后的相关结果中把这些互相关值都减去，然后进行检测判决。本发明互相关消除的效果比较明显，缩减捕获的时间，也不会带来相关峰的较大损耗。

技术领域

本发明涉及一种消除方法，特别是一种GPS互相关消除方法。

背景技术

在捕获弱信号时，由于强弱信号之间的多普勒频差和能量差引起的互相关干扰已成为制约其能否捕获的重要因素。

常用消除GPS互相关的方法有：

(1)Q路滤波法——利用强信号跟踪阶段的Q路信号特性滤除互相关干扰。在一般的接收机中，跟踪环路大多使用锁相环对载波相位进行连续跟踪，如果信号强度比较大时，锁相环的鉴相器呈线性，跟踪的精度很高。如果在强信号跟踪阶段直接使用强信号Q路基带信号对其他信号微弱的卫星进行捕获(相当于用Q路基带信号代替弱信号的CA码)，由于跟踪锁定阶段卫星信号的能量主要集中在I路，Q路中信号强的卫星的能量很小，所以可以消除互相关干扰。

(2)预测弱信号法——通过捕获和跟踪得到的强信号及其它信息(卫星星历)，预测最有可能被接收到的弱信号。接着对混合数字中频信号中的弱信号进行捕获，计算强弱信号的互相关值，计算多普勒频移和码相位偏差导致的互相关衰减因子，计算强信号幅度与互相关的乘积得到强信号的干扰值。最后从混合信号中去除强信号的干扰以提取弱信号。这种方法不会造成弱信号强度的变化。

(3)基于频差因子的互相关减轻算法——常用的互相关减轻算法都是估计出干扰强信号，然后把他们从接收信号中减去。但在一般情况下，GPS接收机接收信号的量化位数不超过2bit，如果直接从接收信号中减去，精度会很低，难以实现消除干扰强信号的目的。但是，可以对强信号进行估计后与被期望弱信号的CA码进行相关，得到强弱信号相关值并存储，并从接收信号与被期望弱信号的自相关值中将强弱信号互相关值减去，这样就不存在量化位数引起的问题，可以达到消除互相关的目的。如果对于干扰强信号与被期望弱信号互相关值进行准确估计，那么在减去互相关值后，将有效消除互相关，得到较好的效果。

(4)子空间投影法是一种设计信号检测器的技术，这种信号检测器可以消除任何互相关干扰。在这种技术中，接收到的信号被看作是由一些基本向量构成的，则y＝x+b+v，x＝Hθ，b＝Sφ。式中：y为信号；x为想要捕获的卫星信号；b为结构性噪声；v为高斯白噪声；x为由矩阵H的列向量构成；b为由矩阵S的列向量构成的。通过投影寻找一个向量可以分解到H子空间，但是不被包含在S子空间，也就是先找到一个和S子空间垂直空间，然后将H向量投影到这个垂直空间。

算法(1)消除互相关后的自相关峰峰值只有原来的1/2，所以SNR会减小3dB左右。该算法实现起来需要两个通道信息的互传，对该算法没有仿真出来，具体性能未知。算法(2)预测弱信号法是从专利上看到的方法，这个算法需要估计的参数从公式上看的话有十几个，而且运算步骤复杂，实现起来也比较困难。算法(4)的运算量巨大，消耗资源多，受时间和复杂度影响未能仿真成功。算法(3)虽然优势明显，然而其仍然有优化的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种GPS互相关消除方法，提高互相关消除效果。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种GPS互相关消除方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤一：捕获强信号、跟踪强信号，并计算干扰强信号的多普勒频率和码相位，捕获弱信号并计算强弱信号的多普勒频差；

步骤二：判断干扰强信号和弱信号频差因子的绝对值是否属于[n*1kHz-△dopHz，n*1kHz+△dop Hz)，其中n＝0……8，9，10，若属于则执行步骤三，否则直接执行步骤四；