专利名称：基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星信号的接收方法，特别涉及一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法。背景技术：
北斗卫星导航定位系统〔BeiDou (COMPASS) NavigationSatellite System〕是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯GL0NASS、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。美国GPS系统应用最广泛，俄罗斯GL0NASS、中国北斗卫星导航系统已经投入运行，欧洲“伽利略”导航系统正在建设中。北斗卫星导航定位系统是继美国GPS、俄罗斯GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗接收机的主要任务是接收北斗卫星发射的信号，并进行处理，获取导航电文和观测量。想要完成这些任务，首先需要进行的是卫星信号的捕获。导航卫星信号捕获是对接收信号载波频率和伪码相位的一个二维搜索过程，当本地参考序列与卫星信号达到粗同步并且频率也近似相等时，会产生相关峰值，依此来判断是否完成了捕获。 卫星信号捕获的主要方法有串行捕获、并行捕获和匹配滤波器捕获。串行捕获是 指在捕获伪码的过程中，每次滑动一个扩频码元相位进行相关运算，直到得到设定的相关值，则捕获成功转而进入码跟踪，此方法硬件实现简单，在扩频通信系统中得到了广泛的应用，但是捕获时间长，实时性差；并行捕获则对每种相位均设置了相关器，同时做相关运算，将与设定的相关值相同的相位作为捕获成功的相位，和串行捕获相比，并行捕获的捕获时间大大缩短了，但对硬件资源要求较多，实现起来较复杂；匹配滤波器捕获是利用匹配滤波的原理对整个扩频码元进行匹配相关以实现伪码的捕获，捕获时间短且易于实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种捕获速度快、易于数字化实现的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法。本发明的技术方案一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，含有下列步骤步骤I :首先采用北斗微带天线接收北斗卫星信号，然后采用前端射频单元对接收到的卫星信号进行降频处理，再经AD转换和下变频处理，得到中频数字信号；步骤2 :采用并行快速捕获算法来捕获北斗卫星信号中的有效可见卫星信号；具体操作时，采用并行快速匹配滤波器对步骤I所得的中频数字信号进行并行快速捕获；中频数字信号由以下式子来表示
权利要求
1.一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是含有下列步骤 步骤I:首先采用北斗微带天线接收北斗卫星信号，然后采用前端射频单元对接收到的卫星信号进行降频处理，再经AD转换和下变频处理，得到中频数字信号； 步骤2 :采用并行快速捕获算法来捕获北斗卫星信号中的有效可见卫星信号；具体操作时，采用并行快速匹配滤波器对步骤I所得的中频数字信号进行并行快速捕获；中频数字信号由以下式子来表不
2.根据权利要求I所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述步骤I中北斗微带天线接收北斗卫星BI频点的射频信号，经过下变频处理后，信号的频率从1561. 098MHz降到了 IMHz 99MHz范围内。
3.根据权利要求I所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述步骤2中采用Xilinx的Spartan6芯片实现并行快速匹配滤波器的电路，采用VHDL语言实现并行快速匹配滤波器的算法的功能仿真。
4.根据权利要求I所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述步骤2. 2中DDC控制器可以通过采样IP核来实现生成本地载波，也可以通过采样VHDL代码来实现生成本地载波。
5.根据权利要求I所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述步骤2. 4中，并行快速相关器的实现方法为以静止的本地C/A码作为并行快速匹配滤波器的抽头系数，让进来的信号S' (t)的采样数据顺序滑过本地C/A码的序列，每来一个采样数据，与所有本地C/A码做相关运算，对每一个采样数据与本地C/A码的相关运算结果做累加，这样每一个时钟周期就产生一个相关值，当本地C/A码的序列和m颗卫星中的某一颗的C/A码的序列零相移的时刻，就会产生一个相关峰值，在一个码周期内就能够找到一个峰值 其中，Cj⑴为本地C/A码，根据C/A码的相关特性，当Cj(t)与m颗卫星中的某一颗的C/A码相同，且相位也相同时，就能解扩信号。
6.根据权利要求5所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述对每一个采样数据与本地C/A码的相关运算结果做累加的方法为当第一个采样数据过来的时候，分别与M个本地C/A码做相关运算，运算结果为Ql1, Ql2, Ql3……QIsh,Q1M，当第二个采样数据过来的时候，也分别与M个本地C/A码做相关运算，运算结果为Q2i，Q22，Q23……Q2m_1; Q2m，依次类推，当第M个采样数据过来的时候，分别与M个本地C/A码做相关运算，运算结果为QM1, QM2, QM3……QMm_1; QMm ;然后将相关运算结果的阵列的斜对角线上的数值进行累加，累加算法为
7.根据权利要求I所述的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是所述步骤3中为了方便做FFT运算，如果并行快速匹配滤波器输出的数据点数不是2的整数次幂，则用零补齐。
全文摘要
本发明涉及一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法；含有下列步骤步骤1接收北斗卫星信号，然后采用前端射频单元对接收到的卫星信号进行降频处理，再经AD转换和下变频处理，得到中频数字信号；步骤2采用并行快速匹配滤波器对中频数字信号进行并行快速捕获步骤2.1产生本地C/A码；步骤2.2生成本地载波；步骤2.3将本地载波与中频数字信号对应点相乘；步骤2.4将本地C/A码与步骤2.3的结果送入并行快速匹配滤波器的并行快速相关器中；步骤3将步骤2.4的输出结果送入FFT模块进行功率谱分析；步骤4把FFT模块的输出结果送入谱峰判决模块进行信号检测；本发明提供了一种捕获速度快、易于数字化实现的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法。
文档编号G01S19/29GK102901973SQ201210360519
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者贾小波, 刘洁, 吴淑琴, 张筱南, 戚敏 申请人:郑州威科姆科技股份有限公司