衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置，所述方法包括：對N個周期的傳輸信號的信號偽碼進行降采樣處理，得到第二類信號偽碼；分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分段信號偽碼；分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干累加；得到相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)；獲取各周期的最終比特跳變次數(shù)；根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，得到P個分段的第二累加值；對P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，并根據(jù)本地捕獲門限值捕獲得到衛(wèi)星信號。本實施例適用于多個周期的衛(wèi)星信號的捕獲，增加了相干積分時間，能夠捕獲更低強度的衛(wèi)星信號，提高了信號捕獲的靈敏度。
【專利說明】
衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明設及無線通信技術(shù)領域，特別是設及一種衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證衛(wèi)星信號的正常傳輸，衛(wèi)星在發(fā)射信號前通常會利用與欲傳輸?shù)男l(wèi)星信 號無關(guān)的碼（此為擴頻碼）對該衛(wèi)星信號進行擴頻調(diào)制，然后再進行B0C(Bina巧Offset 化rrier，二進制載波偏移)調(diào)制，得到的傳輸信號（定義傳輸信號為B0C調(diào)制后的衛(wèi)星信號） 的形式為信號偽碼，該信號偽碼采用"Γ和"0"來分別表示相位相反的傳輸信號的波形，每 個"?；?0"代表一個碼片，每個碼片(定義該類碼片為第一類信號偽碼）的長度代表碼片的 周期。并且，對于不同全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的不同信號來說，一個完整傳輸信號的第一類信號 偽碼的碼片個數(shù)是確定的，例如，GPS(Global Positioning System,全球定位系統(tǒng)）中的 L1C/A類型信號的偽碼長度為1023個第一類信號偽碼，Galileo系統(tǒng)中的E1類型信號的偽碼 長度為4092個第一類信號偽碼。
[0003] 作為衛(wèi)星信號的接收端，全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收機的主要任務是捕獲和跟蹤衛(wèi)星 信號，但由于信號偽碼的接收功率較小，通常在捕獲衛(wèi)星信號之前，需要對傳輸信號進行解 擴頻處理。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)公開了一種PMF+FFT(Phase Matched Filters and Fast Fourier Transform，相位匹配濾波器叫夾速傅里葉變換)的信號捕獲方法，在捕獲衛(wèi)星信號時，首先， 對傳輸信號的某個第一類信號偽碼進行降采樣(降低采樣率），將該周期內(nèi)的第一類信號偽 碼平均分成多個第二類信號偽碼，且第二類信號偽碼的個數(shù)與本地偽碼(本地偽碼即本地 中存儲的多種傳輸信號的信號偽碼，如GPS系統(tǒng)中的L1C/A類型的信號的偽碼或Galileo系 統(tǒng)中的E1類型信號的偽碼)的碼片個數(shù)相同；然后，將該周期內(nèi)的所有第二類信號偽碼平均 分成P段，對每一段進行相干疊加（即帶有相位的信號波形的直接疊加），得到P個相干疊加 結(jié)果;最后，對P個相干疊加結(jié)果再次進行相干累加后，進行快速傅里葉變換，獲取衛(wèi)星信號 的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值，如果衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值處于預設的本 地捕獲口限值內(nèi)，捕獲得到衛(wèi)星信號。
[0005] 上述PMF+FFT的信號捕獲方法的缺點為：只能適用于單周期第一類信號偽碼的信 號捕獲，對衛(wèi)星信號的增益效果不佳，不能捕獲較低強度的信號，降低了捕獲靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置，在對多個周期第一 類信號偽碼進行衛(wèi)星信號捕獲的同時提高信號捕獲的靈敏度。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種衛(wèi)星信號捕獲方法，所述方法包括： [000引對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行降采樣處理，得到與 本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽碼唯一對應L個第二 類信號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)；
[0009] 分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分段信號偽碼；
[0010] 分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干 累加，得到NX P個第一累加值；
[0011] 對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值進行相干累加得到P個第 一相干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值中的一個第 一累加值進行反向處理后與另一個第一累加值進行相干累加，得到P個第二相干累加，對所 述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到所述相鄰周期中的前一個周期 的初始比特跳變次數(shù)；
[0012] 將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周期相應的前一個周期的最終比特跳變 次數(shù)作為該周期的最終比特跳變次數(shù)；
[0013] 根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對應分段的相干累加，得到P個 分段的第二累加值；
[0014] 對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，獲取衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與 相關(guān)均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值處于預設的本地捕獲口 限值范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。
[001引較優(yōu)地，所述對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到所述 相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)，包括：
[0016] 確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一相干累加的第一個數(shù)；
[0017] 確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第一相干累加的第二個數(shù)；
[0018] 如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初 始比特跳變次數(shù)為1;
[0019] 如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的 初始比特跳變次數(shù)為0。
[0020] 較優(yōu)地，所述根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對應分段的相干 累加，得到P個分段的第二累加值，包括：
[0021] 根據(jù)計算公式
[0022]
[0023] 計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值；
[0024] 其中，P表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第 二類信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、 2、3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。
[0025] 較優(yōu)地，在所述分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進行所在 分段內(nèi)的相干累加，得到N X P個第一累加值之后，所述方法還包括：
[0026] 將各周期各分段信號偽碼的第一累加值分別依次與本地偽碼的各分段累加值進 行非相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號偽碼對應的衛(wèi)星信號類型。
[0027] 本發(fā)明實施例還提供了一種衛(wèi)星信號捕獲裝置，所述裝置包括：
[0028] 降采樣模塊，用于對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行降 采樣處理，得到與本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽碼 唯一對應L個第二類信號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)；
[0029] 分段模塊，用于分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分段 信號偽碼；
[0030] 第一累加值生成模塊，用于分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽 碼進行所在分段內(nèi)的相干累加，得到NXP個第一累加值；
[0031] 初始比特跳變次數(shù)生成模塊，用于對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第 一累加值進行相干累加得到P個第一相干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段信號 偽碼的兩個第一累加值中的一個第一累加值進行反向處理后與另一個第一累加值進行相 干累加，得到P個第二相干累加，對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較， 得到所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)；
[0032] 最終比特跳變次數(shù)生成模塊，用于將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周期相 應的前一個周期的最終比特跳變次數(shù)作為該周期的最終比特跳變次數(shù)；
[0033] 第二累加值生成模塊，用于根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對 應分段的相干累加，得到P個分段的第二累加值；
[0034] 衛(wèi)星信號捕獲模塊，用于對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，獲取 衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值 處于預設的本地捕獲口限值范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。
[0035] 較優(yōu)地，所述初始比特跳變次數(shù)生成模塊，包括：
[0036] 第一個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一 相干累加的第一個數(shù)；
[0037] 第二個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第 一相干累加的第二個數(shù)；
[0038] 第一初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，貝U 判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為1;
[0039] 第二初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)， 則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為0。
[0040] 較優(yōu)地，所述第二累加值生成模塊，具體用于根據(jù)計算公式
[0041]
[0042] 計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值；
[0043] 其中，P表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第 二類信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、 2、3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。
[0044] 較優(yōu)地，所述裝置還包括：
[0045] 衛(wèi)星信號類型獲取模塊，用于將各周期各分段信號偽碼的第一累加值分別依次與 本地偽碼的各分段累加值進行非相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號偽碼對應的衛(wèi) 星信號類型。
[0046] 本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲方法及裝置，通過對各相鄰周期內(nèi)的各對應分 段信號偽碼的兩個第一累加值進行同向累加和反向累加的比較，計算最終比特跳變次數(shù)， 并根據(jù)最終比特跳變次數(shù)，使所有周期的第一類信號偽碼的方向統(tǒng)一，避免了相反方向的 傳輸信號在相干累加時產(chǎn)生的相互抵消的現(xiàn)象；同時，該方法適用于多個周期第一類信號 偽碼的衛(wèi)星信號的捕獲，增加了相干積分時間，提高了衛(wèi)星信號的增益效果，能夠捕獲更低 強度的衛(wèi)星信號，提高了信號捕獲的靈敏度。當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法并不一定 需要同時達到W上所述的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0047] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W 根據(jù)運些附圖獲得其他的附圖。
[004引圖1為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲方法的流程圖；
[0049] 圖2為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0050] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0化1 ]實施例一
[0052] 如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲方法的流程圖，所述方法包括：
[0053] S110,對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行降采樣處理，得 到與本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽碼唯一對應L個 第二類信號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)。
[0054] 具體地，傳輸信號中包括有N個周期的第一類信號偽碼，其中，N為自然數(shù)。假設N = 3,則3個周期的第一類信號偽碼可W為"000"、"010"或"110"等，"Γ和"0"來分別表示相位 相反的傳輸信號的波形，定義"Γ為正向，"0"為反向。
[0055] 進一步地，對上述N(令N=3)個周期的第一類信號偽碼均進行降采樣處理，得到與 本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼。假設本地偽碼的碼片個數(shù)L = 2046,則將3個 周期的第一類信號偽碼類型為"110"的信號偽碼變成2046個"Γ、2046個"Γ和2046個"0"的 第二類信號偽碼的形式，每個第二類信號偽碼的周期為第一類信號偽碼周期的1/2046。
[0056] 本實施例中，對第一周期的第一類信號偽碼進行降采樣后，在偽碼時鐘的作用下， 依次移位，實現(xiàn)對多周期的第一類信號偽碼進行降采樣處理。優(yōu)選地，對各周期進行降采樣 處理得到與本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼，W保證各周期的第二類信號偽碼 的碼片移動速率與本地偽碼的移動速率相同。
[0057] S120,分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為Ρ個分段信號偽碼。
[0058] 具體地，由于現(xiàn)有的本地偽碼的碼片個數(shù)通常為1023的整數(shù)倍，在對本地偽碼平 均分段時，為保證分段的平均性，分段數(shù)P應該是本地偽碼碼片個數(shù)的最下公約數(shù)的乘機。 例如，1023的最小公約數(shù)為3、11、和31，則可W選取P為33或93等，P優(yōu)選為93。
[0059] 進一步地，在選定了分段數(shù)P后，根據(jù)確定的本地偽碼的碼片個數(shù)，可確定每一段 的本地偽碼的個數(shù)。例如，假設本地偽碼的碼片個數(shù)為2046,且平均分成93段，則每一段的 碼片個數(shù)X = 22。
[0060] 進一步地，對N個周期中各周期的第二類信號偽碼同樣進行平均分成P段。值得注 意的是，由于N個周期中各周期的第二類信號偽碼已經(jīng)降采樣為與本地偽碼的碼片個數(shù)相 同的數(shù)量，因此，平均分成P段后，每個周期中每一段的第二類信號偽碼的個數(shù)與本地偽碼 中每一段的碼片個數(shù)相同。
[0061] 本實施例中，可利用碼移位寄存器實現(xiàn)對各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼 的分段操作。具體地，可同時存在P個碼移位寄存器，且每個碼移位寄存器寄存X個第一類信 號偽碼。
[0062] S130,分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進行所在分段內(nèi)的 相干累加，得到NXP個第一累加值。
[0063] 本實施例中，相干累加為帶有相位的波函數(shù)的直接疊加，相應的非相干累加為對 帶有相位的波函數(shù)進行平方之后的疊加(此為現(xiàn)有技術(shù)）。由此可W看出，相干累加之后的 結(jié)果可正可負，而非相干累加后的結(jié)果只能是正數(shù)。
[0064] 舉例而言，令每個周期的第二類信號偽碼平均分成P段，依次定義為第一分段信號 偽碼、第二分段信號偽碼、……第P分段信號偽碼，分別對3個周期中的每個周期的第一分段 信號偽碼、第二分段信號偽碼、……第P分段信號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干累加。例如，對 第一周期的第一分段信號偽碼中的X個第二類信號偽碼進行相干累加得到一個第一累加 值，對第一周期的第二分段信號偽碼中的X個第二類信號偽碼進行相干累加得到第二個第 一累加值，最終得到NXP個每個周期中每個分段的第一累加值。
[0065] S140,對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值進行相干累加得到 P個第一相干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值中的 一個第一累加值進行反向處理后與另一個第一累加值進行相干累加，得到P個第二相干累 加，對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到所述相鄰周期中的前一 個周期的初始比特跳變次數(shù)。
[0066] 本實施例中，對于N個周期的的信號偽碼，第一周期和第二周期可作為相鄰周期， 第二周期和第Ξ周期可作為相鄰周期，在實際信號捕獲中，由于時間的延展性，N可W認為 無限大。
[0067] 具體地，假設相鄰周期為第一周期和第二周期，對應分段為第一周期中的P個分段 與第二周期中的P個分段一一對應的分段。例如，第一周期的第一分段與第二周期的第一分 段為對應分段，第一周期的第N分段與第二周期的第N分段為對應分段。
[0068] 進一步地，根據(jù)上述計算得到NXP個每個周期中每個分段的第一累加值后，對相 鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值進行相干累加得到P個第一相干累加。 例如，對第一周期的第一分段的第一累加值All與第二周期的第一分段的第一累加值A21進 行相干累加，得到第一相干累加 A11+A21。
[0069] 同時，根據(jù)上述計算得到NXP個每個周期中每個分段的第一累加值，對所述相鄰 周期內(nèi)的所述各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值中的一個第一累加值進行反向處理 后與另一個第一累加值進行相干累加，得到P個第二相干累加。例如，第一周期的第一分段 的第一累加值為All,第二周期的第一分段的第一累加值A21反向后得到-A21，二者的疊加得 到第二相干累加 A11-A21。
[0070] 進一步地，對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到所述相 鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)。
[0071] 具體地，可W包括如下細化步驟：
[0072] 步驟一、確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一相干累加的第一 個數(shù)。
[0073] W第一周期與第二周期為例，由于All和A21均為相干累加結(jié)果，二者的方向不一定 相同，因此，第一相干累加 A11+A21并不一定大于第二相干累加 A11-A21。如果第一相干累加 All +A21大于第二相干累加 A11-A21，說明All和A21方向相同。如果第一相干累加 A11+A21小于第二相 干累加 A11-A21，說明All和A21方向相反。在本實施例中，不考慮第一相干累加 A11+A21等于第二 相干累加 A11-A21的情況。
[0074] 進一步地，根據(jù)上述原理，計算P個第一相干累加 W及與其相應的P個第二相干累 加，計算P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的次數(shù)，該次數(shù)即為P個第一相干累加 中大于相應第二相干累加的第一相干累加的第一個數(shù)。
[0075] 步驟二、確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第一相干累加的第 二個數(shù)。
[0076] 具體地，根據(jù)上述原理，計算P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的次 數(shù)，該次數(shù)即為P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第一相干累加的第二個數(shù)。 在本實施例中，不考慮對應分段第一相干累加和第二相干累加相等的情況。
[0077] 步驟Ξ、如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一個 周期的初始比特跳變次數(shù)為1。
[0078] 具體地，假設將第一周期和第二周期均分成3段，第一相干累加 A11+A21小于第二相 干累加 A11-A21，第一相干累加 A12+A22小于第二相干累加 A11-A21，第一相干累加 A13+A23大于第 二相干累加 A13-A23。
[0079] 由此可W看出，第一相干累加大于第二相干累加的次數(shù)為1次，第一相干累加小于 第二相干累加的次數(shù)為2次，則定義第一周期和第二周期中的第一周期(相鄰周期中的前一 個周期）的初始比特跳變次數(shù)為1。
[0080] 步驟四、如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一 個周期的初始比特跳變次數(shù)為0。
[0081] 舉例而言，假設將第一周期和第二周期均分成3段，第一相干累加 A11+A21大于第二 相干累加 A11-A21，第一相干累加 A12+A22大于第二相干累加 A11-A21，第一相干累加 A13+A23小于 第二相干累加 A13-A23。在本實施例中，第一相干累加大于第二相干累加的次數(shù)為2次，第一 相干累加小于第二相干累加的次數(shù)為1次，則定義第一周期的初始比特跳變次數(shù)為0。
[0082] 值得注意的是，如果第一個數(shù)和第二個數(shù)相等，則判斷相鄰周期中的前一個周期 的初始比特跳變次數(shù)亦為0。
[0083] S150,將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周期相應的前一個周期的最終比特 跳變次數(shù)作為該周期的最終比特跳變次數(shù)。
[0084] 在本實施例中，由于第一周期之前沒有可計算用的周期，可假設第一周期之前為 第零周期，且第零周期的最終比特跳變次數(shù)為0。
[0085] 具體地，當?shù)谝恢芷诘某跏急忍靥兇螖?shù)為1時，初始比特跳變次數(shù)1加上第零周 期的最終比特跳變次數(shù)0,得到第一周期的最終比特跳變次數(shù)為1。當?shù)诙芷诘某跏急忍?跳變次數(shù)為1時，初始比特跳變次數(shù)1加上第一周期的最終比特跳變次數(shù)1，得到第二周期的 最終比特跳變次數(shù)為2。
[0086] S160,根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對應分段的相干累加，得 至化個分段的第二累加值。
[0087] 本實施例中，計算所有周期內(nèi)對應分段的相干累加是指對第一周期、第二周 期、……、第N周期中各周期的第一分段進行相干累加得到第一分段的第二累加值;對第一 周期、第二周期、……、第N周期中各周期的第二分段進行相干累加得到第二分段的第二累 加值等。最終得到P個各對應分段的第二累加值。
[0088] 具體地，可根據(jù)計算公式
[0089]
[0090] 計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值。
[0091] 其中，P表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第 二類信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、 2、3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。
[0092] 進一步地，對上述公式進行展開，得到公式
[0093]
[0094] 其中，f表示所有周期的第P個分段的第二累加值，Anp表示第N周期的第P分段的第 二類信號偽碼的第一累加值，3N表示第N周期的最終比特跳變次數(shù)。
[00M]在本實施例中，采用最終比特跳變次數(shù)是為了記錄第一相干累加和第二相干累加 的大小比較的具體情況，對各周期第一類信號偽碼的方向進行詳細準確的估計，判斷相鄰 周期的第一類信號偽碼的方向是否相反。如果相鄰周期的第一類信號偽碼的方向相反，此 時最終比特跳變次數(shù)為奇數(shù)，即對其中一個進行反向，保證了相鄰周期第一類信號偽碼是 同向的，進而保證所有周期第一類信號偽碼均為同向，避免了由于傳輸信號的第一類信號 偽碼方向不統(tǒng)一，導致的相干累加時出現(xiàn)相互抵消的現(xiàn)象。
[0096] S170,對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，獲取衛(wèi)星信號的相關(guān)峰 值與相關(guān)均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值處于預設的本地捕 獲口限值范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。
[0097] 具體地，對獲得的P個分段的第二累加值進行Μ點快速傅里葉變換。其中，Μ為2的整 數(shù)次幕，如果Ρ小于Μ，則利用補零法，使Ρ等于Μ(此為現(xiàn)有技術(shù)）。然后將時域上的信號偽碼 轉(zhuǎn)換為頻域上的信號偽碼，獲取頻域上的衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值(此為現(xiàn) 有技術(shù))。
[0098] 進一步地，將獲取的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值與預設的本地捕獲口限值進行比 對。例如，假設預設的本地捕獲口限值為-130dB，如果獲取的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值 為-135地，則說明可W捕獲較低強度的信號，該比值處于預設的本地捕獲口限值的范圍內(nèi)， 進而捕獲得到衛(wèi)星信號。
[0099] 本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲方法，通過對各相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號 偽碼的兩個第一累加值進行同向累加和反向累加的比較，計算最終比特跳變次數(shù)，并根據(jù) 最終比特跳變次數(shù)，使所有周期的第一類信號偽碼的方向統(tǒng)一，避免了相反方向的傳輸信 號在相干累加時產(chǎn)生的相互抵消的現(xiàn)象；同時，該方法適用于多個周期第一類信號偽碼的 衛(wèi)星信號的捕獲，增加了相干積分時間，提高了衛(wèi)星信號的增益效果，能夠捕獲更低強度的 衛(wèi)星信號，提高了信號捕獲的靈敏度。
[0100] 進一步地，在所述對各周期各分段信號偽碼分別進行部分相干累加，得到NXP個 第一累加值之后，所述方法還包括：
[0101] 將各周期各分段信號偽碼的第一累加值分別依次與本地偽碼的各分段累加值進 行非相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號偽碼對應的衛(wèi)星信號類型。
[0102] 具體地，本地偽碼的各分段累加值為對本地偽碼進行平均分成P段后，對每一分段 中X個碼片進行相干累加得到的累加值。定義本地偽碼各分段累加值依次為Aoi、A〇2、……、 Αορ。
[0103] 舉例而言，對第一周期中第一分段、第二分段、……第Ρ分段的第一累加值All、 Ai2、……、AiP分別依次與本地偽碼各分段累加值Aoi、A〇2、……、A〇P進行非相干累加，得到非 相干累加結(jié)果。在本實施例中，由于不同的信號偽碼之間具有正交性，正交的信號偽碼的非 相干累加結(jié)果幾乎為0,則可根據(jù)非相干累加結(jié)果是否為0,判斷要捕獲的衛(wèi)星信號是否與 本地偽碼相同。因此，可設置多個不同衛(wèi)星信號的本地偽碼，與要捕獲的衛(wèi)星信號進行非相 干累加。如果非相干累加結(jié)果不為0,則判斷衛(wèi)星信號的類型為與其進行非相干累加的本地 偽碼對應的衛(wèi)星信號的類型。
[0104] 本實施例中，在碼片計數(shù)器的作用下，可利用偽碼移位控制器，控制碼移位寄存器 進行移動(此為現(xiàn)有技術(shù)）。具體地，如果計數(shù)器小于非相干累加次數(shù)與本地偽碼長度的乘 積，第一個碼相位移位寄存器的第一個碼片移動到第P個碼相位移位寄存器的最后一個碼 片，此時進行非相干累加。若計數(shù)器等于非相干次數(shù)與本地偽碼長度的乘積減去X，此時非 相干累加將要完成，則每一個偽碼移位寄存器的值都要移動到本身的最后一個。
[0105] 值得注意的是，在對各周期中各分段的第一累加值與本地偽碼各分段累加值進行 非相干累加時，也可W按照分段順序但非對應分段的第一累加值進行非相干累加。例如，可 W將第一周期的第二分段的第一累加值與本地偽碼的第一分段的第一累加值進行非相干 累加;將第一周期的第Ξ分段的第一累加值與本地偽碼的第二分段的第二累加值進行非相 干累加;將第一周期的第P分段的第一累加值與本地偽碼的第P-1分段的第一累加值進行非 相干累加;將第二周期的第一分段的第一累加值與本地偽碼的第P分段的第一累加值進行 非相干累加。
[0106] 實施例二
[0107] 如圖2所述，為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置用于 執(zhí)行上述圖1所示的方法，其包括：
[0108] 降采樣模塊210,用于對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行 降采樣處理，得到與本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽 碼唯一對應L個第二類信號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)；
[0109] 分段模塊220,用于分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分 段信號偽碼；
[0110] 第一累加值生成模塊230,用于分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信 號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干累加，得到NXP個第一累加值；
[0111] 初始比特跳變次數(shù)生成模塊240，用于對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩 個第一累加值進行相干累加得到P個第一相干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段 信號偽碼的兩個第一累加值中的一個第一累加值進行反向處理后與另一個第一累加值進 行相干累加，得到P個第二相干累加，對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行 比較，得到所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)；
[0112] 最終比特跳變次數(shù)生成模塊250,用于將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周 期相應的前一個周期的最終比特跳變次數(shù)作為該周期的最終比特跳變次數(shù)；
[0113] 第二累加值生成模塊260,用于根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi) 對應分段的相干累加，得到P個分段的第二累加值；
[0114] 衛(wèi)星信號捕獲模塊270,用于對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換， 獲取衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的 比值處于預設的本地捕獲口限值范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。
[0115] 本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲裝置，通過對各相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號 偽碼的兩個第一累加值進行同向累加和反向累加的比較，計算最終比特跳變次數(shù)，并根據(jù) 最終比特跳變次數(shù)，使所有周期的第一類信號偽碼的方向統(tǒng)一，避免了相反方向的傳輸信 號在相干累加時產(chǎn)生的相互抵消的現(xiàn)象；同時，該方法適用于多個周期第一類信號偽碼的 衛(wèi)星信號的捕獲，增加了相干積分時間，提高了衛(wèi)星信號的增益效果，能夠捕獲更低強度的 衛(wèi)星信號，提高了信號捕獲的靈敏度。
[0116] 進一步地，所述初始比特跳變次數(shù)生成模塊240具體包括:第一個數(shù)生成單元、第 二個數(shù)生成單元、第一初始比特跳變次數(shù)判斷單元和第二初始比特跳變次數(shù)判斷單元（圖 中未示出）。
[0117] 第一個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一 相干累加的第一個數(shù)；
[0118] 第二個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第 一相干累加的第二個數(shù)；
[0119] 第一初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，貝U 判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為1;
[0120] 第二初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)， 則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為0。
[0121] 進一步地，所述第二累加值生成模塊260,具體用于根據(jù)計算公式
[0122]
[0123] 計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值；
[0124] 其中，P表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第 二類信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、 2、3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。
[01巧]優(yōu)選地，所述裝置還包括：
[0126] 衛(wèi)星信號類型獲取模塊（圖中未示出），用于將各周期各分段信號偽碼的第一累加 值分別依次與本地偽碼的各分段累加值進行非相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號 偽碼對應的衛(wèi)星信號類型。
[0127] 本實施例提供的衛(wèi)星信號捕獲裝置，在上述圖2所示的裝置的基礎上，可進一步準 確獲取衛(wèi)星信號的具體類型。
[0128] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示運些實體或操作之間存 在任何運種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者設備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0129] 本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實 施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所W描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例 的部分說明即可。
[0130] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種衛(wèi)星信號捕獲方法，其特征在于，所述方法包括： 對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行降采樣處理，得到與本地 偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽碼唯一對應L個第二類信 號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)； 分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分段信號偽碼； 分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干累加， 得到N X P個第一累加值； 對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值進行相干累加得到P個第一相 干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段信號偽碼的兩個第一累加值中的一個第一累 加值進行反向處理后與另一個第一累加值進行相干累加，得到P個第二相干累加，對所述P 個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到所述相鄰周期中的前一個周期的初 始比特跳變次數(shù)； 將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周期相應的前一個周期的最終比特跳變次數(shù) 作為該周期的最終比特跳變次數(shù)； 根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對應分段的相干累加，得到P個分段 的第二累加值； 對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，獲取衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān) 均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值處于預設的本地捕獲門限值 范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述P個第一相干累加與相應的第 二相干累加進行比較，得到所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)，包括： 確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一相干累加的第一個數(shù)； 確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第一相干累加的第二個數(shù)； 如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比 特跳變次數(shù)為1; 如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)，則判斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始 比特跳變次數(shù)為O。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計 算所有周期內(nèi)對應分段的相干累加，得到P個分段的第二累加值，包括： 根據(jù)計算公式計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值； 其中，Γ表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第二類 信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、2、 3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼 中的第二類信號偽碼進行所在分段內(nèi)的相干累加，得到NXP個第一累加值之后，所述方法 還包括： 將各周期各分段信號偽碼的第一累加值分別依次與本地偽碼的各分段累加值進行非 相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號偽碼對應的衛(wèi)星信號類型。5. -種衛(wèi)星信號捕獲裝置，其特征在于，所述裝置包括： 降采樣模塊，用于對接收到的傳輸信號中的N個周期的第一類信號偽碼均進行降采樣 處理，得到與本地偽碼的碼片個數(shù)相同的第二類信號偽碼;其中，一個第一類信號偽碼唯一 對應L個第二類信號偽碼，L為本地偽碼的碼片個數(shù)； 分段模塊，用于分別將各周期內(nèi)的第二類信號偽碼和本地偽碼平均分為P個分段信號 偽碼； 第一累加值生成模塊，用于分別對各周期內(nèi)的各分段信號偽碼中的第二類信號偽碼進 行所在分段內(nèi)的相干累加，得到NXP個第一累加值； 初始比特跳變次數(shù)生成模塊，用于對相鄰周期內(nèi)的各對應分段信號偽碼的兩個第一累 加值進行相干累加得到P個第一相干累加，對所述相鄰周期內(nèi)的所述各對應分段信號偽碼 的兩個第一累加值中的一個第一累加值進行反向處理后與另一個第一累加值進行相干累 加，得到P個第二相干累加，對所述P個第一相干累加與相應的第二相干累加進行比較，得到 所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)； 最終比特跳變次數(shù)生成模塊，用于將每一周期的初始比特跳變次數(shù)加上該周期相應的 前一個周期的最終比特跳變次數(shù)作為該周期的最終比特跳變次數(shù)； 第二累加值生成模塊，用于根據(jù)各周期的最終比特跳變次數(shù)，計算所有周期內(nèi)對應分 段的相干累加，得到P個分段的第二累加值； 衛(wèi)星信號捕獲模塊，用于對所述P個分段的第二累加值進行快速傅里葉變換，獲取衛(wèi)星 信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值，如果所述衛(wèi)星信號的相關(guān)峰值與相關(guān)均值的比值處于 預設的本地捕獲門限值范圍內(nèi)，則捕獲得到所述衛(wèi)星信號。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述初始比特跳變次數(shù)生成模塊，包括： 第一個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中大于相應第二相干累加的第一相干 累加的第一個數(shù)； 第二個數(shù)生成單元，用于確定P個第一相干累加中不大于相應第二相干累加的第一相 干累加的第二個數(shù)； 第一初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)小于所述第二個數(shù)，則判斷 所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為1; 第二初始比特跳變次數(shù)判斷單元，用于如果所述第一個數(shù)不小于所述第二個數(shù)，則判 斷所述相鄰周期中的前一個周期的初始比特跳變次數(shù)為0。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二累加值生成模塊，具體用于根據(jù) 計算公式計算所有周期內(nèi)對應分段的第二累加值； 其中，Γ表示所有周期的第i個分段的第二累加值，Ani表示第η周期的第i分段的第二類 信號偽碼的第一累加值，-1表示信號反向，an表示第η周期的最終比特跳變次數(shù)，i = l、2、 3……P，P為各周期的分段數(shù)，n = l、2、3……N，N為周期的個數(shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 衛(wèi)星信號類型獲取模塊，用于將各周期各分段信號偽碼的第一累加值分別依次與本地 偽碼的各分段累加值進行非相干累加，并根據(jù)非相干累加結(jié)果獲取信號偽碼對應的衛(wèi)星信 號類型。
【文檔編號】G01S19/30GK105842714SQ201610398984
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】鄧中亮, 胡恩文, 尹露, 席岳, 朱棣
【申請人】北京郵電大學