一种导航信号捕获方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种导航信号捕获方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着社会的快速发展和人类生活水平的不断提高，卫星导航定位服务已经应用于 人类生活的各个方面。同时，各领域对导航服务性能的要求也越来越高，伴随而来的是相关 技术的不断革新。
[0003] 为了获得高性能的导航服务，现代GNSS系统采用了新的信号体制。新的调制方式 和早期的BPSK调制方式不同，它们主要采用B0C及其衍生型B0C调制方式，这主要是因为相 对于BPSK调制方式而言，B0C信号具有更好的谱分离特性、抗干扰特性和相关性;在新的信 号体制中，信号一般是多通道组合信号，由数据分量和导频分量构成，导航数据调制在数据 分量上，而导频分量的码也不再是短码，而是由主码和次码构成的分层码。
[0004] 新的信号体制及其调制方式的变革，使得传统的信号捕获算法不再适用。首先，传 统的GNSS信号只有一个信号分量，而现代GNSS信号主要是多通道组合信号，其功率按一定 比例分配给数据通道和导频通道。导航信号的信噪比一般很低，如果对现代GNSS信号使用 传统的单通道捕获算法，将会损失一定的有效信号功率，捕获性能不够理想。采用数据/导 频分量组合的策略进行捕获，可以有效地利用信号功率，因此具有较好的捕获性能。其次， B0C及其衍生型B0C调制信号的自相关函数在一个码片范围内存在多个峰值，当信号的信噪 比较低时，旁峰很可能会高于主峰，因而导致捕获结果的码相位模糊，造成误检。消除码相 位模糊的常用方法是BPSK-like技术，它利用滤波器得到B0C信号功率谱后，将其当作BPSK 信号处理，搜索到载波频率和码相位。
[0005] Galileo E1信号包含数据分量和导频分量2个信号分量，它们均采用CB0C (composite binary offset carrier)调制方式。传统的信号捕获算法适用于单通道导航 信号，对于具有2个信号分量的E1信号，由于没有充分利用信号功率，捕获性能不够理想；另 一方面，CB0C信号的相关函数具有多个峰值，可能引起捕获结果的多峰错锁和相位模糊。无 论哪种方式都有其不足之处，具有一定的局限性。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种导航信号捕获的方法及系统，用以解决现有技术中导航 信号捕获方法存在局限性的问题。
[0007] 其具体的技术方案如下：
[0008] -种导航信号捕获的方法，所述方法包括：
[0009] 根据输入中频导航信号的频率，向载波累加处理模块输入载波频率控制字，并进 行载波数控振荡器NC0累加操作，得到本地中频正弦载波、余弦载波，并通过与导航信号混 频，得到I路混频数据以及Q路混频数据；
[0010] 根据输入的码频控制字、码相位控制字、码片滑动控制字、码间控制字，进行NC0累 加操作，得到三支路的本地伪码同步信号组以及正弦副载波组；
[0011] 在所述本地伪码同步信号组下进行码片、码周计数，得到码相位计数、码片计数和 1.5码周计数；
[0012] 根据所述本地伪码同步信号组以及所述正弦副载波组，对I路混频数据以及Q路混 频数据做相关累加运算，得到第一个三组累加能量值；
[0013] 根据所述本地伪码同步信号组，对I路混频数据以及Q路混频数据做相关累加运 算，得到第二个三组累加能量值；
[0014] 将所述第一个三组累加能量值与第二个三组累加能量值相减，得到累加能量组， 并将所述累加能量组作为捕获导航信息的判决量。
[0015] 可选的，所述根据输入的码频控制字、码相位控制字、码片滑动控制字、码间控制 字，进行NC0累加操作，得到三支路的本地伪码同步信号组以及正弦副载波组，包括：
[0016] 对P路码NC0累加量进行求取跳变沿操作，得到即时码同步信号；
[0017] 根据码NC0累加量以及码相关距，得到E路码NC0累加量，对E路码NC0累加量进行求 取跳变沿操作，得到超前码同步信号；
[0018] 根据码NC0累加量以及码相关距，得到L路码NC0累加量，对L路码NC0累加量进行求 取跳变沿操作，得到滞后码同步信号。
[0019] 可选的，对P路码NC0累加量进行求取跳变沿操作，得到即时码同步信号，包括：
[0020] 判定p路的码相位控制字是否为负值；
[0021] 若是，并且加入码相位控制字的时刻造成码NC0溢出位跳变，则不生成p路的即时 码同步信号；
[0022]若否，则生成p路的即时码同步信号。
[0023]可选的，所述方法还包括：
[0024]将所述即时码同步信号、超前码同步信号、滞后码同步信号的相关间距分别配置 为1/2码片、1/4码片、1/8码片，其中，三路同步信号的片码值相同，相位不相同。
[0025] 可选的，得到三支路的本地伪码同步信号组以及正弦副载波组，包括：
[0026] E路正弦副载波的电平值与E路码NC0累加量的最高位的电平值保持一致；
[0027] P路正弦副载波的电平值与"码NC0累加量"的最高位的电平值保持一致；
[0028] L路正弦副载波的电平值与L路码NC0累加量的最高位的电平值保持一致。
[0029] 一种导航信号捕获的系统，包括：
[0030]第一累加处理模块，用于根据输入中频导航信号的频率，向载波累加处理模块输 入载波频率控制字，并进行载波数控振荡器NC0累加操作，得到本地中频正弦载波、余弦载 波，并通过与导航信号混频，得到I路混频数据以及Q路混频数据；
[0031] 第二累加处理模块，用于根据输入的码频控制字、码相位控制字、码片滑动控制 字、码间控制字，进行NC0累加操作，得到三支路的本地伪码同步信号组以及正弦副载波组；
[0032] 计数模块，用于在所述本地伪码同步信号组下进行码片、码周计数，得到码相位计 数、码片计数和1.5码周计数；
[0033]累加运算模块，用于根据所述本地伪码同步信号组以及所述正弦副载波组，对I路 混频数据以及Q路混频数据做相关累加运算，得到第一个三组累加能量值;根据所述本地伪 码同步信号组，对I路混频数据以及Q路混频数据做相关累加运算，得到第二个三组累加能 量值；
[0034] 处理模块，用于将所述第一个三组累加能量值与第二个三组累加能量值相减，得 到累加能量组，并将所述累加能量组作为捕获导航信息的判决量。
[0035] 可选的，第一累加处理模块，具体用于对P路码NC0累加量进行求取跳变沿操作，得 到即时码同步信号;根据码NC0累加量以及码相关距，得到E路码NC0累加量，对E路码NC0累 加量进行求取跳变沿操作，得到超前码同步信号;根据码NC0累加量以及码相关距，得到L路 码NC0累加量，对L路码NC0累加量进行求取跳变沿操作，得到滞后码同步信号。
[0036] 可选的，所述第一累加处理模块，具体用于判定p路的码相位控制字是否为负值； 若是，并且加入码相位控制字的时刻造成码NC0溢出位跳变，则不生成p路的即时码同步信 号;若否，则生成P路的即时码同步信号。
[0037] 可选的，所述第一累加处理模块，具体用于将所述即时码同步信号、超前码同步信 号、滞后码同步信号的相关间距分别配置为1/2码片、1/4码片、1/8码片，其中，三路同步信 号的片码值相同，相位不相同。
[0038]可选的，所述第二累加处理模块，具体用于E路正弦副载波的电平值与E路码NC0累 加量的最高位的电平值保持一致;P路正弦副载波的电平值与"码NC0累加量"的最高位的电 平值保持一致;L路正弦副载波的电平值与L路码NC0累加量的最高位的电平值保持一致。
[0039] 本发明与现有技术相比的有益效果：
[0040] (1)本发明通过B0C自相关、B0C与BPSK互相关的方式得到两组能量值，通过能量值 相减得到能量值频谱波形接近于BPSK自相关波形谱、峰值单一且明显高出旁瓣值的累加量 组，简化了分裂谱信号的处理方式，具有很强的实用性；
[0041 ] (2)本发明可以不需要Galileo E1导航信号的E1-C导频支路配合，直接对包含电 文的E1-B支路进行捕获跟踪，操作简单灵活。
[0042] (3)本发明借鉴本发明人前一篇专利"一种相关间距可配的星载多频多模通用伪 码发生方法"的E/P/L三路伪码同步信号生成方式，产生本地码组，码相关间距可通过输入 的外部控制字实时动态调整，构成捕获阵列，并且在每一次码周结束时，可进行码相位突 跳、码片突跳调整，使码相位快速对准，确保了捕获的准确度和可靠性。
【附图说明】
[0043]图1为本发明实施例中一种导航信号捕获的方法的流程图；
[0044]图2为本发明实施例中Galileo E1数字相关器工作原理示意图；
[0045] 图3为本发明实施例中E1-B信号捕获判决量仿真示意图；
[0046] 图4为本发明实施例中E1伪码生成模块逻辑结构示意图；
[0047] 图5为本发明实施例中ZV计数器逻辑结构示意图；