[发明专利]基于NH码元跳变检测的北斗卫星导航信号捕获方法

摘要

本发明公开了一种基于NH码元跳变检测的北斗卫星导航信号捕获方法，属于卫星导航接收机基带信号处理方法技术领域。本发明采用NH码元匹配和TONG检测器的思想，先对每1ms的中频导航卫星信号中是否存在NH码元跳变两种情况进行圆相关运算，并将并行码相位搜索的方法应用于圆相关运算中，设置预检测积分时间为Kms，根据NH码元跳变假设的各种组合对每1ms的圆相关运算结果进行累加，取值最大的组合结果与检测阈值做比较，根据TONG检测器和位同步检测模块的处理结果，判断信号捕获结果以及导航信息位的起始位置。在消除NH码元的影响下延长了相干积分的时间，在捕获成功的同时达到了导航信息位同步。

主权项

基于NH码元跳变检测的北斗卫星导航信号捕获方法，其特征在于：包括顺序进行的以下步骤：步骤1、设置预检测积分时间Kms，K＝1,2,…,20；设定本地信号多普勒频率的频移范围搜索频率步进Δf以及本地码延时以此确定本地信号，其中表示本地信号多普勒频率的取值范围的下限，表示本地信号多普勒频率取值范围上限，本地码延时n＝0,1,…,N‑1，N表示每1ms的采样点个数；同时设置TONG检测器检测的阈值门限Vt；步骤2、选取Kms的采样后的中频导航卫星信号并进行本地载波剥离，之后假设这段时间内每1ms的中频导航卫星信号中有NH码元跳变和没有NH码元跳变两种情况，针对上述两种情况分别获得相应的本地扩频码信号，将每1ms内的本地载波剥离后的中频导航卫星信号的数据分别与两种情况下的本地扩频码信号做圆相关运算，得到两种情况下的圆相关运算结果；步骤3、对于任意一个以本地信号多普勒频率本地码延时为参数估计值的本地信号而言，对在Kms的中频导航卫星信号中所有可能存在的NH码元跳变序列，按照每一种NH码元跳变序列，将步骤2中得到的每1ms相应的圆相关运算结果进行相干累加，得到该本地信号下的每一种NH码元跳变序列相应的累加结果；步骤4、将该本地信号下的所有累加结果中绝对值最大的那个结果作为检测值输入TONG检测器中进行检测，比较检测值和阈值门限Vt的大小，并根据比较结果设置TONG检测器中的计数器值的增减，根据计数器值判断是否捕获到导航信号；一旦TONG检测器确定捕获到导航信号，则TONG检测器输出捕获到的导航信号的多普勒频率fd和导航信号的码延时τ；同时设置位同步检测器，所述位同步检测器中预设有20个计数器和20个NH码元跳变序列，位同步检测器中预设的计数器与预设的NH码元跳变序列一一对应，每个预设的NH码元跳变序列是由假设第1ms中频导航卫星信号中的NH码元在整个NH码序列中的不同位置所得，根据TONG检测器中检测值和阈值门限Vt的比较结果设置位同步检测器中计数器值的增减；TONG检测器中每当检测值大于阈值门限Vt但未达到TONG检测器中计数器值上限时，在位同步检测模块中，根据检测值对应的NH码元跳变序列，遍历搜索20个预设的NH码元跳变序列的每一个序列中的相应的K长度的子序列，若子序列与检测值对应的NH码元跳变序列相同，则位同步检测器中该子序列所在的NH码元跳变序列所对应的计数器的计数器值增加固定值△；一旦TONG检测器确定捕获到导航信号，位同步检测器找到其中最大计数器值的计数器，将此计数器对应的NH码元跳变序列以及NH码元起始信息作为输出，获得捕获到的导航信号中导航信息位的起始信息。