一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法及装置，其方法包括以下步骤：对下采样混频产生中频信号r(t)进行FFT运算得到R(k)；产生本地复制码信号，并在预设的多普勒频移范围内进行多频率点的盲混叠；盲混叠信号进行FFT运算得到频域的盲混叠信号并对其取复共轭得到H(k)*；将R(k)与H(k)*相乘得到Y(k)，并对Y(k)做IFFT运算，得到y(t)，找出y(t)幅值最大的位置，即为伪码相位值c(t)；将得到的c(t)与中频信号r(t)相乘实现伪码信号与载波信号的盲分离，得到载波信号x(t)；对x(t)做FFT运算得到信号频谱，找出最大峰值所对应的频率值，即为载波多普勒频移值kd，从而完成捕获工作。本发明的方法及装置适用于GPS卫星导航信号的捕获，进一步减小了信号捕获所需的运算量，提高捕获速度与捕获效率。
【专利说明】
—种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及GPS信号处理领域，更具体地，涉及一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法及装置。
【背景技术】
[0002]全球卫星导航系统是能够为用户提供全天候，全实时，高精度定位与导航等服务的卫星导航系统。作为国家重要的信息基础设施和战略设施，全球卫星导航系统是国家综合国力的重要标志，是保障国家安全的重要基石，为国民经济和国防建设提供技术支持，具有显著的经济效益和社会意义。
[0003]卫星信号的捕获过程是一个三维参数的捕获过程。选取一颗卫星号参数后，利用伪随机码的强自相关性这一特征，设置不同的多普勒频移和伪码相位参数进行相关运算，直到伪随机码的自相关峰值超过设定的阈值，从而捕获成功，同时记录此位置的多普勒频移和伪码相位。
[0004]目前传统的捕获方法主要有两种:时域串行搜索捕获方法和频域并行搜索捕获方法。时域串行搜索捕获方法具有结构简单，易于实现等优点，但其运算量巨大，捕获时间长。而频域并行捕获方法是指基于快速傅里叶变换的频域循环相关捕获算法，它是将时域内的相关运算用频域内傅里叶变换后的乘积来代替，从而减少运算量，提高捕获速度。目前关于卫星导航信号快速捕获方法的研究主要是基于这种频域并行方法来开展的，但频域并行方法同样需要在每个载波多普勒频移点与伪码相位点进行多次的相关运算，因此，减少捕获搜索过程中的相关运算次数可以进一步提高卫星信号的捕获速度。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。
[0006]本发明的首要目的是提供一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法。
[0007]本发明的进一步目的是提供一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获装置。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
[0009]一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，包括如下步骤:
[0010]S1:卫星导航信号经过天线接收后，下采样混频变为中频信号r(t)，对r(t)进行FFT运算得到R (k)；
[0011]S2:产生本地复制码信号Si(t)，在预设的多普勒频移范围内进行M个频率点的盲混叠，M为正整数，得到盲混叠信号h(t)；
[0012]S3:对盲混叠信号h(t)进行FFT运算得到频域的盲混叠信号H(k)，并对其取复共轭得到H(k)%
[0013]S4:将R (k)与H (k) *相乘得到Y (k)，并对Y (k)做IFFT运算，得到y⑴，找出幅值最大的位置，即为伪码相位值c (t)；
[0014]S5:将得到的c(t)与中频信号r(t)相乘实现伪码信号与载波信号的盲分离，得到载波信号X (t);
[0015]S6:对x(t)做FFT运算得到信号频谱，找出最大峰值所对应的频率值，即为载波多普勒频移值kd，从而完成捕获工作。
[0016]在一种优选的方案中，步骤SI中，所述中频信号r(t)的表达式为:
【权利要求】
1.一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，包括如下步骤: S1:卫星导航信号经过天线接收后，下采样混频变为中频信号r(t)，对r(t)进行FFT运算得到R(k)； S2:产生本地复制码信号Si(t)，在预设的多普勒频移范围内进行M个频率点的盲混叠，M为正整数，得到盲混叠信号h(t)； 53:对盲混叠信号h(t)进行FFT运算得到频域的盲混叠信号H (k)，并对其取复共轭得到 H(k)*; 54:将R (k)与H (k) *相乘得到Y (k)，并对Y (k)做IFFT运算，得到y⑴，找出幅值最大的位置，即为伪码相位值c (t)； 55:将得到的c(t)与中频信号r(t)相乘实现伪码信号与载波信号的盲分离，得到载波信号x(t)； 56:对x(t)做FFT运算得到信号频谱，找出最大峰值所对应的频率值，即为载波多普勒频移值kd，从而完成捕获工作。
2.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤SI中，所述中频信号r(t)的表达式为:
r(t) - y/?ΑC(t)D(i)cos(OJ11J + θ0) + n, (t)， 其中，C(t)是C/A码，A表示C/A码的幅度，D (t)表示数据码，ωιρ表示中频载波频率，Θ ^是载波初始相位，H1 (t)是指信号白噪声； 所述R(k)的表达式为: ⑷.ηπΜΝ ο
H-O
3.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤S2中，所述本地复制码信号Si (t)的表达式为: 其中，Oi表示本地复制码信号角频率； 所述盲混叠信号h(t)的表达式为:
M /HO 二 。
/-1
4.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤S3中，所述频域的盲混叠信号H (k)，及其复共轭H(k)*，如下列式子所示: //(/() =、.，k=0, 1’…’ N-1,
W-O
I/(kY - ll(k) ?
5.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤54中，所述￥00、7(0、(3(0如下列式子所示:
Y(k) = R(k) XH(k)*，
6.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤S5中，所述载波信号x(t)的表达式为:
X (t) =c (t) Xr ⑴。
7.根据权利要求1所述的基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获方法，其特征在于，步骤S2中，所述预设的多普勒频移范围为-1OkHz~10kHz，所述M = 21，对M个频率点进行盲混叠的具体方法为: 首先产生载波多普勒频移为OkHz的本地复制码信号，然后以OkHz为中心，分别进行[-10kHz,-9kHz,-8kHz, —,8kHz,9kHz, 1kHz]的频率移动，产生 21 个以 IkHz 为间隔的本地复制码信号Si(t)，i = 1,2,-,21 ;并将这些不同频率点的本地复制码信号在时域内进行累加混叠，从而得到时域盲混叠信号h(t)。
8.一种基于盲混叠与盲分离的卫星导航信号捕获装置，其特征在于，包括: (1)卫星导航信号接收模块:用于接受卫星导航信号r(t)，并对其做FFT运算，得到R(k)； (2)盲混叠模块:用于产生本地复制码信号Si(t)，并多普勒频移范围[-10kHz，1kHz]内对其做多频率点的盲混叠，得到盲混叠信号h(t)； (3)取复共轭模块:用于对盲混叠后的信号h(t)做FFT运算，得到H(k)，并对H(k)复共轭，得到H(k)*; (4)取伪码相位值模块:用于将R(k)与H(k广相乘，得到Y(k)，并对Y(k)做IFFT运算，得到y(t)，找出y(t)幅值最大的位置，即为伪码相位值c(t)； (5)盲分离模块:用于将c(t)与r(t)相乘实现伪码信号与载波信号的盲分离，得到载波信号x(t)； (6)取载波多普勒频移值模块:用于对x(t)做FFT运算得到信号频谱，找出最大峰值所对应的频率值，即为载波多普勒频移值kd，从而完成捕获工作。
【文档编号】G01S19/30GK104199060SQ201410378113
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2014年8月1日
【发明者】谢胜利, 周郭许, 谢侃, 易清明 申请人:广东工业大学