[发明专利]一种针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法

摘要

本发明公开一种针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法，针对北斗导航系统D1导航电文信号体制中的Neumann‑Hoffman码(下简称NH码)编码特点，在卫星捕获阶段提出了一种基于概率统计的独特序列的NH码规避方法，成功规避掉NH码跳变对捕获的影响；并通过步长逐级递减的并行码相位搜索，成功实现北斗卫星扩频码相位和载波频率的精捕获；同时在帧同步环节提出了一种基于NH码和帧同步码(Pre)的组合码的NH码剥离方法，在子帧同步的同时可以有效实现NH码的剥离和导航电文的输出。本发明针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法适合于北斗卫星导航接收机及软件接收机的应用，同样的思想适用于其它采用了固定序列二次编码的导航卫星系统。

主权项

一种针对北斗导航卫星系统D1导航电文中的Neumann‑Hoffman码规避与剥离方法，其特征在于：包括如下步骤第一步：对北斗卫星信号进行采集、下变频和量化处理，选取不短于6毫秒的连续信号序列进入卫星捕获环节；第二步：产生本地北斗扩频码，并进行1ms的采样，采样频率与卫星信号采样频率一致；第三步：在中频信号频率±10Hz范围内生成搜索步长为500Hz的本地载波，产生同相和正交两路信号，并进行1ms采样，采样频率与卫星信号采样频率一致；第四步：将中频信号的第1ms，第2ms，第5ms和第6ms分别放入四个粗捕获通道中，与本地产生的扩频码、本地载波在频域内进行基于离散傅里叶变换的1ms并行码相位搜索，并通过离散反傅里叶变换获得对应扩频码相位和载波频率的相关结果；第五步：对同相支路和正交支路的相关结果进行平方求和再开方，获得对应于扩频码相位和载波频率的非相干积分结果；第六步：遍历四个粗捕获通道获得峰值和对应的码相位、载波频率，计算峰值所在载波频率的非相干积分结果的均值，计算峰值和均值的比值；第七步：四个通道的比值与设定的门限值进行比较，超过门限值的通道粗捕获成功，其中门限值最大的通道进入精捕获，其它通道清零并进行下一颗卫星的捕获；若四个通道的比值均没有超过门限值，则判定此次捕获失败，进行下一颗卫星的捕获或换下一段数据继续进行捕获；第八步：精捕获阶段，在粗捕获确定的500Hz范围内进行步长逐级递减的搜索，利用确定的1ms序列和扩频码相位，通过二到三级遍历将载波频率精度缩小到10Hz以内，保证足够的跟踪环路需要；第九步：将11比特共计220ms的帧同步码和11个周期的NH码进行异或运算得到220ms的NH‑Pre组合码，与跟踪过程中剥离扩频码和载波的信号进行实时的相关累加，得到相关函数输出，设定门限值为200即可，相关函数输出结果超过200时认为子帧同步，同时确定NH码起点；第十步：从NH码起点开始进行扩频码、载波和NH码的同步剥离，得到导航电文。