專利名稱：一種gnss-boc調(diào)制信號(hào)的捕獲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在低信噪比條件下一種GNSS-BOC調(diào)制信號(hào)的捕獲方法。
背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)是全球性的位置與時(shí)間測(cè)定系統(tǒng)，由于能夠提供高精度、全球化、全天候、實(shí)時(shí)、連續(xù)的導(dǎo)航服務(wù)，因此在軍事、民生的不同領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用。鑒于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要作用，世界各軍事大國(guó)均在大力發(fā)展及完善各自的相關(guān)系統(tǒng)， 如美國(guó)的GPS系統(tǒng)、歐洲的Galileo系統(tǒng)、俄羅斯的GL0NASS系統(tǒng)、中國(guó)的北斗系統(tǒng)等。然而，信號(hào)頻段不斷變得擁擠，信號(hào)間相互干擾不斷嚴(yán)重，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的抗干擾性、可擴(kuò)展性和可用性均難以滿足用戶對(duì)系統(tǒng)的需求。二進(jìn)制偏移載波(BOC)調(diào)制技術(shù)是解決這一問題的有效實(shí)施方案。該技術(shù)能夠使信號(hào)能量集中分布在頻帶邊緣，充分利用頻帶資源，避免信號(hào)之間的頻譜混疊導(dǎo)致的相互干擾。BOC調(diào)制技術(shù)雖然較好的解決了系統(tǒng)不斷擴(kuò)展和完善所引起的頻段擁擠問題，但是由于BOC調(diào)制信號(hào)存在的相關(guān)函數(shù)多峰值特性，容易使導(dǎo)航接收機(jī)出現(xiàn)誤檢和漏檢問題。在信號(hào)受到嚴(yán)重衰減的情況下，接收信噪比產(chǎn)生一定程度的削弱，所以接收機(jī)定位精度大大降低，總體性能嚴(yán)重惡化，難以捕獲和跟蹤導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)。對(duì)于GPS系統(tǒng)，只要使用Ims的數(shù)據(jù)就可以得到信號(hào)的碼相位和載波頻率，即可以捕獲衛(wèi)星信號(hào)。但是在弱信號(hào)環(huán)境中，如果只使用Ims的數(shù)據(jù)是不足以捕獲衛(wèi)星信號(hào)的。這樣衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)需要用多個(gè)周期累積的衛(wèi)星信號(hào)能量獲得合適的信噪比，通常有三種方法來(lái)提高信噪比相干累積、非相干累積和差分相干累積。下面對(duì)這三種方法進(jìn)行表述相干累積方法
權(quán)利要求
1. 一種GNSS-BOC調(diào)制信號(hào)的捕獲方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟 步驟一將接收到的中頻輸入信號(hào)剝離載波后，共分為K段，每段為N毫秒的輸入數(shù)據(jù)， 其中K彡2，N彡1 ；步驟二 將本地偽隨機(jī)碼Local_PRN信號(hào)經(jīng)過(guò)副載波調(diào)制后生成BOC調(diào)制的本地 Local_B0C信號(hào)，分別將本地偽隨機(jī)碼Local_PRN信號(hào)和經(jīng)過(guò)BOC調(diào)制的本地Local_B0C 信號(hào)中各個(gè)相位的值從1改為0，得到本地偽隨機(jī)碼Local_PRN’信號(hào)和BOC調(diào)制的本地 Local_B0C'信號(hào)，再分別對(duì)處理后的本地偽隨機(jī)碼Local_PRN’信號(hào)和BOC調(diào)制的本地 Local_B0C，信號(hào)做 FFT 運(yùn)算，得到 FFT Local_PRN，信號(hào)和 FFT Local_B0C，信號(hào)；步驟三將中頻輸入信號(hào)中每段N毫秒的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)位的疊加，生成1毫秒的輸入疊加信號(hào)，然后對(duì)該疊加信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到疊加后的中頻輸入信號(hào)ζ (k)；步驟四、將步驟三中疊加后的中頻輸入信號(hào)分別與步驟二中生成的FFT Local_PRN’信號(hào)和FFT Local_B0C’信號(hào)復(fù)共軛相乘后，得到k段中頻輸入信號(hào)與BOC調(diào)制的本地Local_ BOC信號(hào)的互相關(guān)值和k段中頻輸入信號(hào)與本地偽隨機(jī)碼Local_PRN信號(hào)的互相關(guān)值，再將疊加后的中頻輸入信號(hào)與BOC調(diào)制的本地Local_B0C信號(hào)互相關(guān)值、本地偽隨機(jī)碼Local_ PRN信號(hào)互相關(guān)值分別做IFFT運(yùn)算，然后對(duì)IFFT運(yùn)算后的互相關(guān)值分別取模后，將BOC調(diào)制的本地Local_B0C信號(hào)互相關(guān)值經(jīng)IFFT運(yùn)算取模后的值減去本地偽隨機(jī)碼Local_PRN 信號(hào)互相關(guān)值經(jīng)IFFT運(yùn)算取模后的值，得到對(duì)應(yīng)k段N毫秒數(shù)據(jù)的相關(guān)值Rk—n，其中k表示 K中任意的一段；步驟五、將第k段N毫秒數(shù)據(jù)的相關(guān)值Rk n取共軛后，與第k+Ι段N毫秒數(shù)據(jù)的相關(guān)值 Rk+1—n相乘，得到差分累積結(jié)果Pk+1，共得到K-I個(gè)差分累積結(jié)果，對(duì)K-I個(gè)的差分累積結(jié)果取模后進(jìn)行逐一累加，得到累加值Mlri ；步驟六、將差分相干累積的結(jié)果Mlri加上第一段N毫秒數(shù)據(jù)的相關(guān)值R1 n的平方和第K 段Nms數(shù)據(jù)的相關(guān)值RK—n的平方Mlri+!^n2+RK—n2作為檢測(cè)值；步驟七、將檢測(cè)值URl n2+!^2通過(guò)比較器與設(shè)定的信號(hào)檢測(cè)門限值大小進(jìn)行比較， 若檢測(cè)值超過(guò)檢測(cè)門限值認(rèn)為信號(hào)被準(zhǔn)確捕獲，得出定位所需要的衛(wèi)星信號(hào)是否存在于接收中頻輸入信號(hào)中的結(jié)論；步驟八、當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在定位所需要的衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)GNSS接收機(jī)繼續(xù)正常接收衛(wèi)星信號(hào)，得到導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)定位；如果沒有發(fā)現(xiàn)所需要的衛(wèi)星信號(hào)，則進(jìn)行更換衛(wèi)星重復(fù)步驟一至七。
全文摘要
本發(fā)明提出一種針對(duì)BOC調(diào)制信號(hào)在低信噪比條件下的GNSS-BOC調(diào)制信號(hào)的捕獲方法，包括步驟一將中頻輸入信號(hào)剝離載波、步驟二將本地偽隨機(jī)碼Local_PRN信號(hào)和經(jīng)過(guò)BOC調(diào)制的本地Local_BOC信號(hào)中各個(gè)相位的值從1改為0、步驟三得到疊加后的中頻輸入信號(hào)等步驟。本發(fā)明能夠消除BOC調(diào)制信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的多峰值特性，避免了多峰值特性給GNSS接收機(jī)捕獲BOC調(diào)制信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的誤檢和漏檢問題。對(duì)相關(guān)運(yùn)算、相干累積方法的改進(jìn)大幅度減小運(yùn)算量，縮短了GNSS接收機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的處理時(shí)間，增強(qiáng)了接收機(jī)的實(shí)時(shí)性。
文檔編號(hào)G01S19/30GK102323601SQ201110139870
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者黨超, 周宇, 李志強(qiáng), 沈鋒, 王兆龍, 蓋猛, 賀瑞, 陳陽(yáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)