专利名称：基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法
技术领域：
本发明涉及一种导航卫星信号捕获方法。
背景技术：
导航卫星信号的捕获工作可以被看作是在频率和码相位两个维度上进行的二维搜索，在搜索中将整个搜索范围分为多个单元进行搜索和判决。传统的导航卫星信号捕获电路中所采用的判决策略采用的是唐搜索和N中取M的策略。唐搜索的工作流程如图1所
7J\ ο唐搜索通过合理的选取K的门限值A和初始值B，来实现搜索速度、检测率和虚警率之间的平衡。对难以确定信号是否存在的单元追加更多的搜索时间，并对超过门限的单元进行多次判决以降低虚警。N中取M的策略对每个搜索单元都进行N次搜索如果其中有M次超过门限，则认为捕获成功。两种搜索模式都是通过多次检测的方式对不确定的搜索单元进行重复搜索，同时也是通过多次检测的方式降低虚警。但对于弱信号下，搜索单元中检测出的相关峰值可能会比较小，每次检测出的相关峰值虽然不能超过门限，但确实存在，而这两种传统的判决手段无法利用这部分能量。同时如果在设计中门限值的选择不合理，会导致一些噪声的最大值也超过门限，给系统带来虚警，或是系统付出额外的代价。
发明内容
本发明是为了解决现有的导航卫星信号捕获方法对弱信号下较小的相关峰值的检测概率较低，导致系统虚警率高问题，从而提供一种基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法。基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法，它由以下步骤实现步骤一、接收导航卫星信号；步骤二、将步骤一接收的导航卫星信号与本地码进行相关运算，获得一组相关函数；步骤三、对步骤二获得的相关函数进行峰值搜索，纪录峰值的位置； 步骤四、重复步骤一到步骤三k次，得到相应的k个峰值位置，K为大于或等于2的正整数；步骤五、对所有k个峰值位置进行比较，获得比较结果；步骤六、判断比较结果是否满足预期的变化规律，如果判断结果为是，则判定信号存在，完成导航卫星信号捕获；如果判断结果为否，则判定信号不存在，并返回步骤一，对导航卫星信号进行下一次接收。步骤六中所述的预期变化规律根据码多普勒大小和每两次相关运算之间的时间间隔确定。
有益效果本发明的导航卫星信号捕获方法对弱信号(尤其是低于-USdBm)下较小的相关峰值的检测概率高，系统虚警率大幅度降低。
图1是背景技术中所述唐搜索的工作流程示意图；图2是本发明的方法的流程示意图。图3是具体实施方式
一中的中央控制状态机捕获判决策略流程图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1说明本具体实施方式
，基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法，它由以下步骤实现步骤一、接收导航卫星信号；步骤二、将步骤一接收的导航卫星信号与本地码进行相关运算，获得一组相关函数；步骤三、对步骤二获得的相关函数进行峰值搜索，纪录峰值的位置； 步骤四、重复步骤一到步骤三k次，得到相应的k个峰值位置，K为大于或等于2的正整数；步骤五、对所有k个峰值位置进行比较，获得比较结果；步骤六、判断比较结果是否满足预期的变化规律，如果判断结果为是，则判定信号存在，完成导航卫星信号捕获；如果判断结果为否，则判定信号不存在，并返回步骤一，对导航卫星信号进行下一次接收。步骤六中所述的预期变化规律根据码多普勒大小和每两次相关运算之间的时间间隔等因素确定。原理每次相关运算的结果中必定包含一个最大值，此最大值有可能是由信号的相关性产生的，亦可能是噪声中的最大值。由噪声产生的最大值会随着信号强度，或者接收机累积时间的改变而改变。对于由信号相关性得到的峰值，位置应该是不变，或者是由于码多普勒效应而缓变的。而对于噪声中的峰值，其位置是随机变化的。利用这一点，可以由多次判决后得到的峰值位置，分析得出信号是否存在。在峰值位置比较的判决策略当中，仍然是要对信号进行多次相关运算，每次相关运算之后都要进行最大值的搜索，并且记录下最大值出现的位置。当记录了足够多的最大值位置后，通过最大值的位置关系来判断信号的有无。若将第k次相关运算得到的相关函数以数组的形式记为Ck，其中每个元素，即每个码相位上的相关值记为akx，这里χ的取值从1到系统的总采样点数η。Ck = [iikl ak2 &1 ,.、η]在每组相关函数中必存在一个最大值amax，将其在序列中的位置记为b，amax = max (C) = ab系统进行m次相关运算后会得到m组相关函数序列，并构成一个m行η列的相关函数矩阵Μ。
权利要求
1.基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法，其特征是它由以下步骤实现 步骤一、接收导航卫星信号；步骤二、将步骤一接收的导航卫星信号与本地码进行相关运算，获得一组相关函数； 步骤三、对步骤二获得的相关函数进行峰值搜索，纪录峰值的位置； 步骤四、重复步骤一到步骤三k次，得到相应的k个峰值位置，K为大于或等于2的正整数；步骤五、对所有k个峰值位置进行比较，获得比较结果；步骤六、判断比较结果是否满足预期的变化规律，如果判断结果为是，则判定信号存在，完成导航卫星信号捕获；如果判断结果为否，则判定信号不存在，并返回步骤一，对导航卫星信号进行下一次接收。
2.根据权利要求1所述的基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法，其特征在于步骤六中所述的预期变化规律根据码多普勒大小和每两次相关运算之间的时间间隔确定。
全文摘要
基于峰值位置比较的导航卫星信号捕获方法，涉及一种导航卫星信号捕获方法。它解决了现有的导航卫星信号捕获方法对弱信号下较小的相关峰值的检测概率较低，以及系统虚警率高问题。其方法对信号进行多次相关运算，每次相关运算之后都要进行最大值的搜索，并且记录下最大值出现的位置。当记录了足够多的最大值位置后，通过最大值的位置关系来判断信号的有无，从而确定导航卫星信号捕获是否捕获成功。本发明适用于捕获导航卫星信号。
文档编号G01S19/30GK102508271SQ20111029269
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者孟维晓, 李殿为, 邹德岳, 韩帅, 马若飞 申请人:哈尔滨工业大学