專利名稱：基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù)中的衛(wèi)星捕獲方法，特別是一種基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)基帶數(shù)字信號處理裝置主要包括捕獲和跟蹤兩部分模塊。捕獲模塊主要實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星信號載波頻率和偽碼相位的估算，為跟蹤模塊本地生成的載波環(huán)和偽碼環(huán)提供初始值，以至于跟蹤模塊可以精確地鎖定衛(wèi)星信號。通常在上述估算載波頻率和偽碼相位的步驟中，一般采用閾值比較的判斷方法。 即預(yù)先設(shè)定一個(gè)閾值作為捕獲門限，本地信號設(shè)定一個(gè)搜索初始的載波頻率和初始的偽碼相位，與接收到的信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算；若得到的相關(guān)峰值大于該閾值，則判定捕獲成功，輸出該相關(guān)峰值對應(yīng)的載波頻率和偽碼相位；若相關(guān)峰值低于該閾值，則判定捕獲失敗，繼續(xù)在本地初始的載波頻率和偽碼相位上增加各自的步長，重復(fù)以上閾值比較的過程，直至捕獲成功或者放棄操作。這類基于閾值比較的方法存在的缺陷是閾值的設(shè)定較為困難，因?yàn)殚撝翟O(shè)定過高則正確捕獲概率較低，而閾值設(shè)置較低則錯(cuò)誤捕獲的概率較高。如此，對于捕獲判別的方法而言，設(shè)計(jì)出可以避免閾值判斷缺陷者，成為一個(gè)必然的需求。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上的需求，本發(fā)明提出一種基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其技術(shù)方案如下基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，它包括以下步驟步驟一初始化；將接收得到的衛(wèi)星信號取其部分，并分為相鄰的多個(gè)數(shù)據(jù)段，所述數(shù)據(jù)段長度大于所述衛(wèi)星信號中偽碼序列的周期.并且一般為偽碼序列周期的倍數(shù)；步驟二 取樣暫存；在步驟一之后，對全部所述數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行捕獲處理，每一個(gè)所述數(shù)據(jù)段得到一個(gè)最高相關(guān)峰值，將該最高相關(guān)峰值所對應(yīng)的偽碼相位和載波頻率結(jié)果，作為該所述數(shù)據(jù)段的暫時(shí)捕獲結(jié)果暫存；步驟三統(tǒng)計(jì)判別；在步驟二之后，判斷所有已暫存的所述暫時(shí)捕獲結(jié)果中相同者數(shù)量，用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)與該數(shù)量進(jìn)行比較；若該數(shù)量大于或等于所述經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判定為捕獲成功，并且該相同值的暫時(shí)捕獲結(jié)果即判定為捕獲結(jié)果以輸出；若該數(shù)量小于所述經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判別為捕獲失敗。作為本技術(shù)方案的優(yōu)選者，可以按如下實(shí)施例有所改進(jìn)一較佳實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)段等長度。一較佳實(shí)施例中，所述步驟二中對所述數(shù)據(jù)段的所述捕獲處理，其順序?yàn)樗鰯?shù)據(jù)段于所述偽碼序列中原有的順序。一較佳實(shí)施例中，所述偽碼序列為GPS系統(tǒng)的C/A碼。本發(fā)明帶來的有益效果是
1.采用統(tǒng)計(jì)的方法，將暫時(shí)捕獲統(tǒng)計(jì)結(jié)果中的相等者進(jìn)行數(shù)量的判別，不需要設(shè)定相關(guān)峰值的判別閾值，一方面避免閾值判別方式其帶來的種種弊端，另一方面具有比較高的正確捕獲概率和比較低的錯(cuò)誤捕獲概率，特別適用于較弱的衛(wèi)星信號下。2.該方法具有較強(qiáng)的適用性，不受碼片長度的影響，可運(yùn)用于GPS，Galileo, Compass等多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。3.步驟較簡潔，占用的運(yùn)算資源少，效率高。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例主要步驟概要圖；圖2是圖1中初始化步驟10的細(xì)節(jié)；圖3是圖1中取樣暫存步驟20的細(xì)節(jié)；圖4是圖1中統(tǒng)計(jì)判別步驟30的細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施例方式同時(shí)結(jié)合圖1至圖4對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明圖1是本發(fā)明一實(shí)施例主要步驟概要圖；初始化步驟10、取樣暫存步驟20和統(tǒng)計(jì)判別步驟30順次進(jìn)行。本實(shí)施例基于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的C/A碼基帶信號處理。圖2是圖1中初始化步驟10的細(xì)節(jié)。按照GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)，其偽碼循環(huán)序列包括 1023個(gè)碼片，周期1ms，在參數(shù)設(shè)定步驟11中，設(shè)定數(shù)據(jù)段長度M = 2046個(gè)碼片長度，并且， 處理數(shù)據(jù)段數(shù)量N = 5 ；同時(shí)設(shè)定一個(gè)動態(tài)變量k，k初始賦值為1 ；另外設(shè)置一個(gè)經(jīng)驗(yàn)參數(shù) Y值，該Y值用于與后面步驟的統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較，作為捕獲成功輸出的判據(jù)。在參數(shù)設(shè)定步驟中，除了上述設(shè)置外，還包括維持系統(tǒng)正常工作的其他必要通用的初始化環(huán)節(jié)。圖3是圖1中取樣暫存步驟20的細(xì)節(jié)；首先，按照參數(shù)設(shè)定步驟11中的碼片長度和數(shù)據(jù)段數(shù)量，截取來自衛(wèi)星信號中的偽碼序列。對已截取的數(shù)據(jù)段，按其在原有序列中的順序，先取的第k段2046碼片者進(jìn)行捕獲處理，如前，k已經(jīng)在初始化步驟10中賦值為1。 本實(shí)施例中的捕獲處理，用到了部分匹配濾波快速傅立葉變換(PMF FFT)方式，較快速地將本地偽碼與第一個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行相關(guān)處理；并且，處理中載波頻率的遞進(jìn)步長為500Hz，總共搜索載波的士 IOKHz范圍；碼片相位取一半碼片步長。針對第一數(shù)據(jù)段進(jìn)行上述范圍的搜索之后，得到一個(gè)最高相關(guān)峰值，進(jìn)入峰值取樣暫存步驟22，就將此數(shù)據(jù)段相關(guān)得到的最高相關(guān)峰值所對應(yīng)的載波頻率和偽碼相位暫存起來，作為一個(gè)暫時(shí)捕獲結(jié)果。完成第k(此時(shí)為1)個(gè)數(shù)據(jù)段的處理之后，進(jìn)入變量判斷步驟23，即對已經(jīng)賦值的k變量進(jìn)行判斷，若k變量值已經(jīng)到達(dá)本次設(shè)定的數(shù)據(jù)段數(shù)量N，則表示本次捕獲處理結(jié)束；若K值還未達(dá)到設(shè)定的N值，則表示還有數(shù)據(jù)段未處理完，故k值步進(jìn)1，再此進(jìn)入單段捕獲步驟21，繼續(xù)從剩余的數(shù)據(jù)段中收集相關(guān)峰值，以及暫存每段數(shù)據(jù)段捕獲中的最高相關(guān)峰值對應(yīng)的載波頻率和偽碼相位。當(dāng)N(本例為幻段都得到處理，取得5個(gè)最高相關(guān)峰值之后，會進(jìn)入圖3所示的統(tǒng)計(jì)判別步驟30。在該統(tǒng)計(jì)判別步驟30中，首先有一個(gè)統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)步驟31 ；該步驟中，將已經(jīng)暫存的5組暫時(shí)捕獲結(jié)果，同時(shí)包括了載波頻率和偽碼相位信息進(jìn)行比較，取出其中的相同者，并統(tǒng)計(jì)出相同的暫時(shí)捕獲結(jié)果數(shù)量X，此相同的暫時(shí)捕獲結(jié)果數(shù)量X與已經(jīng)設(shè)定好的 Y值比較，若大于或等于Y值，即判定，已經(jīng)暫存的具有相同載波頻率和偽碼相位的暫時(shí)捕獲結(jié)果，即為已經(jīng)捕獲成功的載波頻率和偽碼相位，從而將此結(jié)果在結(jié)果輸出步驟33中輸出至后級的跟蹤模塊；若相同的暫時(shí)捕獲結(jié)果數(shù)量X小于Y值，系統(tǒng)判定本次捕獲時(shí)失敗， 未能得到捕獲的C/A碼頻率和偽碼相位，從而轉(zhuǎn)到失敗申明步驟34，用以標(biāo)示本次捕獲的結(jié)果。本實(shí)施例中，Y值為3，即3個(gè)暫時(shí)捕獲結(jié)果相同，即可認(rèn)為此暫時(shí)捕獲結(jié)果就是此刻的目標(biāo)衛(wèi)星信號。該方法具有較強(qiáng)的適用性，GPS, Galileo、Compass等多種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然具有不同的偽碼碼片長度，依然可運(yùn)用本方法進(jìn)行判別。另外可以看出，整個(gè)流程的步驟較簡潔，占用的運(yùn)算資源少，效率較高；特別適用于較弱的衛(wèi)星信號下。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其特征在于它包括以下步驟步驟一初始化；將接收得到的衛(wèi)星信號取其部分，并分為相鄰的多個(gè)數(shù)據(jù)段，所述數(shù)據(jù)段長度大于所述衛(wèi)星信號中偽碼序列的周期；步驟二 取樣暫存；在步驟一之后，對全部所述數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行捕獲處理，每一個(gè)所述數(shù)據(jù)段得到一個(gè)最高相關(guān)峰值，將該最高相關(guān)峰值所對應(yīng)的偽碼相位和載波頻率結(jié)果，作為該所述數(shù)據(jù)段的暫時(shí)捕獲結(jié)果暫存；步驟三統(tǒng)計(jì)判別；在步驟二之后，判斷所有已暫存的所述暫時(shí)捕獲結(jié)果中相同者數(shù)量，用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)與該數(shù)量進(jìn)行比較；若該數(shù)量大于或等于所述經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判定為捕獲成功，并且該相同值的暫時(shí)捕獲結(jié)果即判定為捕獲結(jié)果以輸出；若該數(shù)量小于所述經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判別為捕獲失敗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)段等長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其特征在于所述步驟二中對所述數(shù)據(jù)段的所述捕獲處理，其順序?yàn)樗鰯?shù)據(jù)段于所述偽碼序列中原有的順序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其特征在于所述偽碼序列為GPS 系統(tǒng)的C/A碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于統(tǒng)計(jì)的捕獲判別方法，其特征在于將接收得到的衛(wèi)星信號取其部分，并分為相鄰的多個(gè)數(shù)據(jù)段，數(shù)據(jù)段長度大于衛(wèi)星信號中偽碼序列的周期；然后對全部數(shù)據(jù)段分別進(jìn)行捕獲處理，每一個(gè)數(shù)據(jù)段得到一個(gè)最高相關(guān)峰值，將該最高相關(guān)峰值所對應(yīng)的偽碼相位和載波頻率結(jié)果，作為該數(shù)據(jù)段的暫時(shí)捕獲結(jié)果暫存；最后判斷所有已暫存的暫時(shí)捕獲結(jié)果中相同者數(shù)量，用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)與該數(shù)量進(jìn)行比較；若該數(shù)量大于或等于經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判定為捕獲成功，并且該值的暫時(shí)捕獲結(jié)果即輸出為捕獲結(jié)果；若該數(shù)量小于經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，則判別為捕獲失敗。本方法避免了閾值判別方式其帶來的種種弊端，還具有比較高的正確捕獲概率和比較低的錯(cuò)誤捕獲概率，特別適用于較弱的衛(wèi)星信號下。
文檔編號G01S19/29GK102419444SQ20111026260
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者林世俊, 石江宏, 陳輝煌 申請人:廈門大學(xué)