[发明专利]一种实现捕获处理的方法及接收机

说明书

一种实现捕获处理的方法及接收机，包括：将输入的中频信号进行下变频处理，以实现中频剥离；对剥离中频后的信号进行第一预设点的第一离散傅里叶变换(DFT)，获得第一DFT结果；基于本地粗捕获(C/A)码获得的第二DFT结果；通过第一DFT结果和第二DFT结果确定是否捕获成功；确定捕获失败时，对第一DFT结果和第二DFT结果进行循环移位，以获得下一个进行捕获搜索的频率，并进行下一个频率的捕获搜索，直至完成当前卫星的搜索。本发明实施例简化了捕获过程的运算。

技术领域

本文涉及但不限于卫星导航技术，尤指一种实现捕获处理的方法及接收 机。

背景技术

近些年，全球卫星导航系统(GNSS，Global Navigation Satellite System) 在大量工程应用需求之下迅速发展；主要包括美国的卫星定位系统(GPS)、 中国的北斗(BD)系统、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLONASS、以 及欧洲的伽利略(Galileo)系统；GNSS接收机内部结构按照其工作流程， 通常可以分为：天线、射频(RF)前端、基带数字信号处理和定位导航运算 等几大部分；首先，天线感应包括所有卫星信号在内的电磁场信号；经过射频前端处理输出包含各个卫星信号的数字中频信号；通过基带数字信号处理 对数字中频信号进行捕获、跟踪、位同步、帧同步和电文解调等，获得GNSS 测量值和导航电文，进行定位导航运算输出定位、导航结果。

捕获是一种最大似然估计处理过程，其基本思想是取不同的参数使得输 入信号与本地信号的相关值最大。捕获作为基带数字信号处理中的重要环节， 其性能优劣将直接影响GNSS接收机定位和导航性能。GNSS信号的捕获是 一个三维的搜索过程三维搜索包括：伪随机噪声码(PRN)(不同卫星对应 不同C/A码)、多普勒频率和粗捕获(C/A)码相位；图1为相关技术捕获 搜索示意图，如图1所示，首先确定所要捕获的卫星号的PRN；然后按照所 要搜索的频率范围，将多普勒频率平均分为N份，每份频带宽度为f_bin；接 着把码相位为M份，码带宽度t_bin；通过上述处理组成了M*N个搜索单元， 每一个搜索单元由一个频带和一个码带组成；通过各搜索单元对应的参数可 以对卫星信号进行捕获；如果捕获到的卫星信号的相关值大于预设门限，则 捕获成功；搜索单元对应的频点和码相位就是目标频点和码相位。

常见的捕获方法包括：串行滑动相关捕获和基于离散傅里叶变换(DFT) 的并行码相位捕获；以下对这两种捕获方法进行简单说明：

1、串行滑动相关捕获是一种基本的信号搜索捕获方法，主要是通过不断 的调整码相位和本地载波频率，对所有可能的信号单元进行搜索估计来使相 关值达到最大，以确定卫星信号是否存在。串行滑动相关捕获实现简单，只 需要一个数字相关器，成本也非常低；但通常情况下搜索中选用的频带宽度 f_bin一般为几百赫兹，码带宽度t_bin为半个码片，串行滑动相关捕获的捕获效率 非常低，需要很长的时间才能捕到足够多的卫星用于导航定位，很难满足实 际工程中对接收机首次定位时间(TTFF)的要求。改进的方案是利用多个相 关器并行执行来加快搜索速度，但这会增加所需的硬件资源。为了提高信号 的捕获灵敏度，应当采用较长的相干积分和非相干积分时间，但这样会进一 步增加捕获所需时间。原因包括：较长的相干积分和非相干积分时间需要较 长的数据信息，这需要更多的处理，增加了捕获时间；搜索的频带宽度f_bin与 相干积分时间成倒数关系，即相干积分时间增长的话，相应地f_bin就会减少， 对于一个固定的频率搜索范围，捕获要搜索的单元格就会增加，进而增加了 捕获时间；此外，由于捕获得到的频率精度较粗(一般大于100赫兹(hz))，而要进入跟踪环节需要比较精细的频率(一般小于100hz，甚至要十几赫兹)， 因此在捕获转入跟踪之前要做频率精细处理，这也一定程度上增加了系统的 复杂度。