[发明专利]基于单通道的GPS L1C/A、L5双频三码联合捕获算法

摘要

本发明提出基于单通道的GPS L1C/A、L5双频三码联合捕获算法，利用频差修正因子加权的本地载波发生器完成载波剥离，对复合sinc函数进行单峰修正；将传统的每个码都使用单独的相关通道，改为求和后共用一个相关通道的本地复合码来完成码剥离，所提算法的运算时间比传统算法节省了近67％；通过研究接收机接收到的最小前端信号强度，以及在传播过程中由于电离层、大气层对不同频率电波信号的吸收损耗研究，通过建立误差修正曲线，将捕获得到的多普勒频率搜索结果进行精确矫正，最终能够成功完成捕获。在输入信噪比为-27dB，虚警概率为pfa＝10-3的条件下，所提算法的检测概率为90.29％，而传统联合捕获算法检测概率为37.19％。

主权项

一种基于单通道的GPS L1CA、L5双频三码联合捕获算法，其步骤：步骤一：将GPS L1C/A、L5信号通过同一个前端电路下变频后，生成中频信号si(t)；步骤二：本地生成载波信号carrier，同时在此基础上加入本地修正因子a，生成最终具有修正作用的本地载波local_carrier；步骤三：利用local_carrier，对si(t)进行同相支路I、正交支路Q的载波剥离，得到还未完成码剥离的实部为I、虚部为Q的复信号Scode(t)，而后对其进行FFT处理，生成FScode(ω)；此时剥离载波后的复合sinc函数具有单峰性效果，其中主瓣宽度的最小值为1355.5Hz；步骤四：通过分析接收机接收到的最小功率差异、卫星信号在电离层，大气层传输过程中由于频率不同而引起的功率衰减差异，分析结果显示由于发射功率引起0.9dB的差异，由于其他损耗引起的功率差异为0.049dB，为了充分分析其影响，将其扩大到1.5dB；步骤五：对上述1.5dB卫星信号功率差异，分析其随着动态多普勒频率不同，分析该部分的多普勒频率偏差分布曲线；当起伏偏差为1.5dB时，多普勒频率偏差为49Hz，该偏差在捕获搜索处理中影响很小；步骤六：本地分别生成L5的同相码CXI,i(t)、正交码CXQ,i(t)，L1的C/A码Ci(t)等三路码信号后，求和得到一路复合码信号mul_code(t)，然后进行FFT运算后取共轭，得到Fmul_code(ω)*；步骤七：将FScode(ω)与Fmul_code(ω)*相乘后进行IFFT，并对得到的S(t)取绝对值后得到S_envelop(t)，然后对其进行平方处理得到S_envelop2(t)；步骤八：经过载波修正后的捕获多普勒频率与真实多普勒频率之间存在一定的偏差，利用误差修正曲线，对其进行修正；步骤九：对检测量S_envelop2(t)进行判决处理，捕获成功则进入跟踪环节，否则，则重复步骤一至步骤八。