[发明专利]一种GPS卫星信号捕获方法及系统

说明书

本发明公开了一种GPS卫星信号捕获方法及系统，包括以下步骤；1.进行32颗卫星的粗捕获；采用500Hz步长扫描载波频率的方法，对32颗卫星全部扫描完成为一轮，重复若干轮，直到能够在32颗卫星中，选取出至少前5颗捕获成功次数最多的卫星；2.对步骤一中选取的卫星进行精捕获；具体为先进行扫描步长为10Hz载波频率捕获，再进行扫描步长为500Hz的C/A码相位捕获，选取出前4颗捕获成功次数最多的卫星。精捕获时分别对接收载波频率和码相位进行捕获，通过码相位变化速率高于载波频率变化的特点，提出大步长和小步长相结合的方法，在提高捕获精度的同时，节约捕获时间，保证了捕获到码相位的实时性、有效性。

技术领域

本发明属于GPS基带信号计算领域，涉及一种GPS卫星信号捕获方法及系统。

背景技术

随着GPS接收机在一些关键场合的应用，对其精度和资源占用要求也越来越苛刻，而捕获环节的精确度和资源占用程度直接影响接收机精度和资源占用性能指标。

现有的GPS基带信号计算中的载波捕获精度低，造成跟踪锁定压力大，导致失锁时间长，影响解算结果的精度。提高捕获精度的困难在于：提高捕获精度会延长捕获周期，导致捕获的码相位失效，因为码相位的变化率是载波频率变化率的数倍。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种GPS卫星信号捕获方法及系统，在保证码相位并行捕获实时性的同时，提高了载波频率的捕获精度。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种GPS卫星信号捕获方法，包括以下步骤；

步骤一，进行32颗卫星的粗捕获；具体为采用500Hz步长扫描载波频率的方法，对32颗卫星全部扫描，全部扫描完成为一轮，重复若干轮，直到能够在32颗卫星中，选取出至少前5颗捕获成功次数最多的卫星；

步骤二，对步骤一中选取的卫星进行精捕获；具体为先进行扫描步长为10Hz载波频率捕获，对步骤一中选取的卫星全部扫描；再进行扫描步长为500Hz的C/A码相位捕获，对步骤一中选取的卫星全部扫描；选取出前四个捕获成功次数最多的卫星。

优选的，粗捕获和精捕获的卫星捕获步骤相同，具体为：

步骤1，数字中频信号分为两路分别输入至乘法器i和乘法器q中；

步骤2，数字控制振荡器输出正弦数据至乘法器i中，数字控制振荡器输出余弦数据至乘法器q中；

步骤3，乘法器i将数字中频信号与数字控制振荡器输出的正弦数据进行乘积后输出；乘法器q将数字中频信号与数字控制振荡器输出的余弦数据进行乘积后输出；

步骤4，将乘法器i和乘法器q输出的数据汇合后，进行快速傅里叶变换计算，计算结果输入至乘法器z中；

步骤5，将卫星C/A码发生器输出的C/A码依次进行快速傅里叶变换计算和复数共轭计算后，输入至乘法器z中；乘法器z将两组数据进行乘积后输出；

步骤6，对乘法器z输出的数据进行快速傅里叶逆变换计算；

步骤7，对快速傅里叶逆变换计算后的数据进行取模运算后，将超过阈值的最大值对应的数据输进行记录，并向DSP发出中断请求，等待DSP读取结果。

进一步，步骤4包括以下步骤；

步骤4.1，乘法器i和乘法器q输出数据分别经过四路累加器，将数据进行减采样计算；

步骤4.2，乘法器i连接的四路累加器和乘法器q连接的四路累加器两两为一组，四组数据依次进行快速傅里叶变换计算，每组运算结果分实部和虚部，分别存入两个为一组的双口RAM中；