专利名称：应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组的制作方法
技术领域：
本发明涉及全球定位系统技术领域，特别涉及一种应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组。
背景技术：
GPS全球定位系统全称为“授时与测距导航系统/全球定位系统”(NavigationSystem Timing and Ranging/Global Positioning System, NAVSTAR GPS),是美国国防部为军事目的而建立的，g在彻底解决海上、空中和陆地运载工具的导航和定位的一套卫星定位系统。GPS的空间卫星星座由24颗卫星组成，这些卫星分布在6个轨道面内，每个轨道面上有4颗卫星。每颗卫星每天约有5小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异，最少为4颗，最多可达11颗。每ー颗GPS卫星所发送的GPS信号都是直接序列扩频信号。商业上使用的信号与标准定位服务(SPS)有关，称为粗码(C/A码) 的直接序列二相扩频信号，在1575. 42MHz的载波下，具有每秒I. 023兆码片的速率。伪随机噪声(PN)序列长度是1023个码片，对应于I毫秒的时间周期。每ー颗卫星发射不同的PN码(Gold码)，使得信号能够从几颗卫星同时发送，并由ー接收机同时接收，相互间几乎无干扰。GPS接收机在使用过程中经常遇到信号缺失的情況，特别是在GPS接收机运动和遮挡物较多的情况下。ー个典型的场合是城市中行驶的车载GPS定位接收机。行驶的车辆经常遭遇各种桥梁、建筑物、隧道等遮挡物的遮挡，使接收机无法接收到足够信噪比的GPS信号。这些信号缺失的时间长度往往从几秒到数分钟不等。如果信号缺失时间较长，则GPS接收机需要重捕。快速重捕和跟踪精度都是GPS接收机的核心指标。若采用大規模捕获引擎对信号进行重捕，一方面会増大接收机功耗，另一方面会増加软件调度的复杂度。本发明所述的非均匀间距相关器组可兼顾快速重捕和跟踪精度两个GPS接收机的核心指标。
发明内容
本发明的目的之ー在于提供一种应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组。根据本发明的ー个方面，提供一种应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组包括载波发生器、C/A码发生器、由多个宽相关器构成并用于接收机失锁时的重捕和初始跟踪的宽相关器组、由多个窄相关器构成并用于接收机跟踪的窄相关器组、由多个积分累加器构成的第一积分累加器组、由多个积分累加器构成的第二积分累加器组、鉴相器、环路滤波器、最大累加值与门限比较器和计时器；所述载波发生器依次通过所述宽相关器组、所述第一积分累加器组、所述鉴相器、环路滤波器与所述C/A码发生器连接；所述载波发生器依次通过所述窄相关器组与所述第ニ积分累加器组连接；所述最大累加值与门限比较器；所述最大累加值与门限比较器通过所述计时器与所述C/A码发生器连接。进ー步地，所述宽相关器组间距为大于或者等于半码片间距，窄相关器组间距小于半码片。进ー步地，所述宽相关器组包括18个相关器；所述窄相关器组包括8个相关器。
进ー步地，所述第一积分累加器组包括18个累加器；每个所述累加器与所述宽相关器组中的ー个相关器连接，并对该相关器的积分进行累加。进ー步地，所述第二积分累加器组包括8个累加器；每个所述累加器与所述窄相关器组中的ー个相关器连接，并对该相关器的积分进行累加。进ー步地，所述鉴相器的输出D选择为
权利要求
1.一种应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于，包括 载波发生器、C/A码发生器、由多个宽相关器构成并用于接收机失锁时的重捕和初始跟踪的宽相关器组、由多个窄相关器构成并用于接收机跟踪的窄相关器组、由多个积分累加器构成的第一积分累加器组、由多个积分累加器构成的第二积分累加器组、鉴相器、环路滤波器、最大累加值与门限比较器和计时器； 所述载波发生器依次通过所述宽相关器组、所述第一积分累加器组、所述鉴相器、环路滤波器与所述C/A码发生器连接；所述载波发生器依次通过所述窄相关器组与所述第二积分累加器组连接；所述最大累加值与门限比较器；所述最大累加值与门限比较器通过所述计时器与所述C/A码发生器连接。
2.根据权利要求I所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于 所述宽相关器组间距为大于或者等于半码片间距，窄相关器组间距小于半码片。
3.根据权利要求I所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于 所述宽相关器组包括18个相关器；所述窄相关器组包括8个相关器。
4.根据权利要求3所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于 所述第一积分累加器组包括18个累加器；每个所述累加器与所述宽相关器组中的一个相关器连接，并对该相关器的积分进行累加。
5.根据权利要求3所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于 所述第二积分累加器组包括8个累加器；每个所述累加器与所述窄相关器组中的ー个相关器连接，并对该相关器的积分进行累加。
6.根据权利要求I所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于 所述鉴相器的输出D选择为の=^nei ^gl ~+ ^li ,或者I服 Qnei ^nli Qnli ^NEi Qnei ~ "lJ1NLi + Qnia) - {^ INE2 ^ Qnei ~ Qnli )に.-、ょ ￠-、t VA-D = ^--7、-し所述Inei是所述第二 41服 Qnei + ^nli +Qnia积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Qnei是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Inu是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Qnu是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Ine2是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Qne2是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Im2是所述第二积分累加器组中ー累加器对所述窄相关器组中一相关器输出的乘积进行累加所得的累加值，所述Qm2是所述第二积分累加器组中一累加器对所述窄相关器组中ー相关器输出的乘积进行累加所得的累加值。
7.根据权利要求1-6任一项所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于，所述用于接收机失锁时的重捕采用了基于恒虚警率的门限确定方法，该方法包括 找出所述宽相关器组的各相关器输出的最大累加值及其对应的相关器； 统计所有相关器的累加值的均值； 根据指定的虚警率和均值计算门限； 当最大累加值超越门限，则判定信号出现，井根据最大累加值对应的相关器控制C/A码发生器的启动； 当最大累加值未超越门限，则判定信号未出现，继续进行重捕。
8.根据权利要求7所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于，还包括 所述宽相关器组经过重捕，若捕获到信号，则在使用宽相关器组稳定跟踪信号之后转入所述窄相关器组进行跟踪。
9.根据权利要求7所述的应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组，其特征在于，还包括 在所述宽相关器组重捕过程中，所述载波发生器的输出频率与所述C/A码发生器的输出频率保持为失锁前的频率。
全文摘要
本发明公开了一种应用于全球定位系统接收机的非均匀间距相关器组包括载波发生器、C/A码发生器、由多个宽相关器构成并用于接收机失锁时的重捕和初始跟踪的宽相关器组、由多个窄相关器构成并用于接收机跟踪的窄相关器组、由多个积分累加器构成的第一积分累加器组、由多个积分累加器构成的第二积分累加器组、鉴相器、环路滤波器、最大累加值与门限比较器和计时器；本发明能够改善全球定位系统接收机在城市及密林等遮挡较为严重地区的定位性能。
文档编号G01S19/30GK102841358SQ20111016655
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者巴晓辉, 王云, 周莉, 陈杰 申请人:中国科学院微电子研究所