[发明专利]一种自适应可变搜索范围的GNSS信号快速捕获方法

权利要求书

1.一种自适应可变搜索范围的GNSS信号快速捕获方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.根据实际定位解算情况，将待捕获卫星划分为失锁重捕、曾捕获、未捕获三种状态，并实时估算卫星信号在接收机上的多普勒频移；

S2.优先展开对失锁重捕状态卫星的捕获，将卫星号、多普勒频移送入捕获模块，使能捕获；

S3.其次展开对曾捕获状态卫星的捕获，将卫星号、多普勒频移送入捕获模块，使能捕获；

S4.最后展开对未捕获状态卫星的捕获，将卫星号、多普勒频移送入捕获模块，使能捕获；

S5.按照给定的卫星号与多普勒频移，结合预先设置两种捕获模式：1、范围为的低频捕获模式；2、范围为与的高频捕获模式；其中，N为分段累加后的数据长度且为2的次幂，f_rl/f_rh分别为低频/高频模式下的频率分辨率，决定采取先低后高或者先高后低的策略，开始对该卫星进行捕获，

所述步骤S5在FPGA内部实现，并且通过改变累加长度与索引地址即可实现两种模式的切换，复用逻辑资源，减少硬件开销，方法步骤如下：

S51.判断f_e的大小，f_e为卫星信号在接收机上的多普勒频移估算值，若处于内，则置策略选择信号ST为1，表明采取先低后高的策略，否则，置ST为0，表明采取先高后低的策略；同时置捕获次数指示信号SD为0；

S52.对输入的I、Q两路零中频信号进行降速处理，得到与伪码速率一致的Ic、Qc零中频数据，该步骤始终执行；

S53.实时存储Ic、Qc数据；若ST＝1，存储T_coh·L长度数据，L为一个伪码周期的码片数，T_coh为以ms为单位的数据累加时间，并末尾补0得到共点数据Ica、Qca，其中，ceil为向上取整操作；若ST＝0，存储长度数据，末尾补0得到共点数据Ica、Qca；

S54.将搜索码相位phase初始化为0，以phase为初相，读取存储在本地的该卫星伪码，之后与Ica、Qca相关累加，得到解扩后的D或点数据Ip、Qp；之后将Ip、Qp进行分段累加：若ST＝1，则每M点累加出一个数据，若ST＝0，则每点累加出一个数据；因此均能得到N点的累加结果，组成待分析的复信号

x(n)＝I_acum(n)+j·Q_acum(n)_n＝0:1:N-1                       (5)

S55.步骤S54中每得到一个累加值x(n)，需耗费M或个时钟周期，在此期间，进行DFT所需运算，且必须在下个累加值x(n+1)来临之前计算完成，以实现加/乘法器的分时复用，因而M≥N；DFT运算结束后，更新最大幅值及相关信息；

S56.循环执行S53～S55步骤，直至将步骤S54中的搜索码相位phase由0～L-1遍历完毕，同时得到DFT平均幅值；若SD为0，转入S57，否则，转入S58；

S57.若最大幅值与平均幅值的比值超过该模式的门限，则判定该卫星捕获完成，等待下次捕获指令并送出相关信息；若未超过门限，将ST取反，SD置为1，重新执行S53～S56步骤；

S58.若最大幅值与平均幅值的比值超过该模式的门限，则判定该卫星捕获完成，等待下次捕获指令并送出相关信息；若未超过门限，表明对该颗卫星的捕获失败，等待下次捕获指令。

2.根据权利要求1所述的一种自适应可变搜索范围的GNSS信号快速捕获方法，其特征在于，所述步骤S1中，待捕获卫星的状态详细定义如下：

失锁重捕状态：接收机处于定位状态，时间信息有效，且该卫星最后一次参与定位时刻距当前时刻不超过10s；

曾捕获状态：接收机处于定位状态，时间信息有效，该卫星不属于失锁重捕状态，但其星历已被存储，且仍在有效期内；

未捕获状态：既不属于失锁重捕也不属于曾捕获状态的卫星。