[发明专利]一种基于查表法的北斗信号高精度捕获方法

说明书

本发明涉及一种基于查表法的北斗信号高精度捕获方法，属于卫星导航技术领域。本方法包括以下步骤：步骤一：剥离卫星信号伪码；步骤二：对信号做FFT；步骤三：设定门限值；步骤四：将FFT输出主峰值与门限值比较，若高于门限值说明捕获成功，捕获到的多普勒频移为fsubgt;d/subgt;；步骤五：将FFT输出次峰值与门限值比较，若高于门限值且次峰和主峰位置相邻，则可以对多普勒频移修正，否则将fsubgt;d/subgt;作为捕获结果；步骤六：以FFT输出主峰与次峰的比值作为地址查表，得到修正值fsubgt;x/subgt;；步骤七：判断主峰和次峰的位置关系，若次峰在主峰左侧，则修正后的多普勒频移为fsubgt;d/subgt;‑fsubgt;x/subgt;，否则为fsubgt;d/subgt;+fsubgt;x/subgt;。本方法应用在北斗信号的软件接收机中，能够在几乎没有增加计算负荷的情况下有效提高多普勒频移的捕获精度。

技术领域

本发明涉及一种基于查表法的北斗信号高精度捕获方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

随着北斗卫星导航系统的快速发展，使用北斗卫星进行高精度导航定位成为近几年的研究重点。信号捕获是北斗系统软件接收机中的关键技术，从PRN码(伪随机噪声码)、伪码相位和多普勒频移三个维度对信号进行捕获。由于捕获到的卫星信号中夹杂的噪声为高斯白噪声，单个复指数波形的最大似然频率估计值在接收信号的离散傅里叶变换(DFT)的峰值位置。为了更适合于计算机操作，快速傅里叶变换(FFT)通常用于单一的复指数波形处理。由于FFT输出的频谱是离散的，多普勒频移估计的精度由FFT的频率分辨率决定。

卫星信号粗捕获后的载波频率精度无法保证输入信号进入跟踪环路的跟踪范围，必须对捕获后的粗略频率进行细化，使得载波频率落入跟踪环路的捕获带，才能使得跟踪环路正常工作。因此在卫星信号捕获后，还需要设计提高多普勒频移捕获精度的方法。现有的提高多普勒频移捕获精度的方法，无论是基于并行频率捕获法还是并行码相位捕获法，都是以增加额外的计算量为代价来提高FFT的分辨率，从而提高多普勒频移的捕获精度。现有的高精度捕获技术中，没有一种计算量小、有效的高精度捕获方法，造成现有高精度捕获方法消耗过多的运算资源。

发明内容

本发明提出一种基于查表法的北斗信号高精度捕获方法，将其应用在北斗信号的软件接收机中，能够在几乎没有增加计算负荷的情况下有效提高多普勒频移的捕获精度。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种基于查表法的北斗信号高精度捕获方法，包括以下步骤：

步骤一：将输入的数字中频信号和本地伪码信号相关，剥离卫星信号中的伪随机码；

步骤二：对剥离伪码后的信号进行快速傅里叶变换，通过FFT对多普勒频移值进行估计；

步骤三：设定捕获门限值；

步骤四：将FFT输出的主峰值结果与设定门限值进行比较，若高于门限值说明捕获成功，记录主峰位置，否则说明未捕获到卫星；

步骤五：将FFT输出的次峰值结果与设定门限值进行比较，若高于门限值并且次峰值位置和主峰值位置相邻，说明对捕获到的多普勒频移值进行修正，否则直接将主峰值对应的多普勒频移值f_d作为最终的捕获结果；

步骤六：以FFT输出的主峰值与次峰值的比值作为地址进行查表，获得多普勒频移的修正值f_x；

步骤七：判断主峰值和次峰值的位置关系，若次峰值在主峰值左侧，则修正后的多普勒频移值为f_d-f_x，否则修正后的多普勒频移值为f_d+f_x。

步骤一中所述输入的数字中频信号表示为：