一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频gps信号捕获方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法，首先实现对L1信号的捕获；根据获得的L1信号的载波多普勒频移和C/A码的初始相位获得用于L2C信号捕获的辅助信息；然后针对L2C信号进行分段，在各个分段的基础上，采用分裂基傅里叶变换的方式，最终实现对双频GPS信号捕获；在很大程度上减少了捕获过程中的计算量和存储空间，提高了计算速度，为L1/L2C双频GPS信号接收机在嵌入式系统上的实现奠定了理论基础。
【专利说明】一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法。
【背景技术】
[0002]随着时代的发展和民用用户对定位精度的要求不断提高，LI单频GPS系统已经显示出一定的局限性。GPS (Global Positioning System,全球定位系统)现代化计划在L2波段增加了民用L2C信号，双频信号能够校正电离层延迟误差从而可以获得更加精确的定位结算结果，提高了定位精度。而且，L2C信号采用了特殊的民用中等长度码(CM)和民用长码(CL)时分复用的方式，具有更低的载波跟踪门限和数据解调门限，具有更有的相关性能，更适合在室内、丛林等信号较弱的场合应用。
[0003]由于L2C信号中CM和CL码的长度是C/A码的10倍和750倍，如果仍然依照原有的C/A码捕获的算法，将导致计算量明显增多，所需要的存储空间大大增加，现有硬件条件将无法满足捕获计算的要求。因此如何在资源有限的情况下提高L2C信号的捕获速度成为问题的关键。
【发明内容】
[0004]针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分段分裂基傅里叶变换，能够有效提高双频GPS信号捕获效率的基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法。
[0005]本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本发明设计了一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号·捕获方法，包括如下步骤:
[0006]步骤001.捕获GPS数字中频信号中LI信号的载波多普勒频移fdri和C/A码的初始相位nc/A ；
[0007]步骤002.根据LI信号的载波多普勒频移fdri和C/A码的初始相位ne/A，获取GPS数字中频信号中L2C信号的载波多普勒频移fdr2、以及L2C信号中CM码的初始相位预估集合A，生成本地归零CM码信号；根据
ω d(L2C/Ll)_2 ^ fdr2 获得L2C信号的多普勒角频移
ω d(L2C/
LI)；
[0008]步骤003.针对GPS数字中频信号和本地归零CM码信号的第m个相干积分块，分别进行相同的分段，并分别针对该两种信号的各分段信号进行分裂基傅里叶变换；分别针对经过分裂基傅里叶变换的各段本地归零CM码信号，取其共轭值；
[0009]步骤004.针对步骤003中，经过分裂基傅里叶变换的各段GPS数字中频信号和经过分裂基傅里叶变换、并取共轭值的各段本地归零CM码信号，按序列进行点对点相乘；并对按序列进行点对点相乘的结果做分裂基逆傅里叶变换，获得各段GPS数字中频信号与各段本地归零CM码信号之间按序列一一对应的CM码的相关积分AZa^1), I = O, 1-0- -1),1'表示针对GPS数字中频信号和本地归零CM码信号的第m个相干积分块进行分段的段数；[0010]步骤005.针对各个CM码的相关积分AZqi0iu)进行移位相加，获得第m个相干积分块中CM码的相关积分〖_ ;并对2_取绝对值获得CM码的捕获判决函数
【权利要求】
1.一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤001.捕获GPS数字中频信号中LI信号的载波多普勒频移fdri和C/A码的初始相位 nc/A ; 步骤002.根据LI信号的载波多普勒频移和C/A码的初始相位ne/A，获取GPS数字中频信号中L2C信号的载波多普勒频移f&2、以及L2C信号中CM码的初始相位预估集合A，生成本地归零CM码信号；根据
ω d(L2C/Ll)_2 71 fdr2
获得L2C信号的多普勒角频移ω d(L2C/Ll); 步骤003.针对GPS数字中频信号和本地归零CM码信号的第m个相干积分块，分别进行相同的分段，并分别针对该两种信号的各分段信号进行分裂基傅里叶变换；分别针对经过分裂基傅里叶变换的各段本地归零CM码信号，取其共轭值； 步骤004.针对步骤003中，经过分裂基傅里叶变换的各段GPS数字中频信号和经过分裂基傅里叶变换、并取共轭值的各段本地归零CM码信号，按序列进行点对点相乘；并对按序列进行点对点相乘的结果做分裂基逆傅里叶变换，获得各段GPS数字中频信号与各段本地归零CM码信号之间按序列一一对应的CM码的相关积分= O, I...0- -1),1'表示针对GPS数字中频信号和本地归零CM码信号的第m个相干积分块进行分段的段数； 步骤005.针对各个CM码的相关积分AZqi0iu)进行移位相加，获得第m个相干积分块中CM码的相关积分2_ ;并对Zqiw取绝对值获得CM码的捕获判决函数Pd，％(￡2tYiJ; 步骤006.根据CM码的捕获判决函数Z5m(ts,cail{L2c/Ll})、CM码的初始相位预估集合A、以及预设的检测门限H，获取CM码的初始相 步骤007.根据CM码的初始相位^、CM码和CL码的相位关系，获得CL码的初始相位预估集合B，生成本地归零CL码信号，并按照步骤004至步骤006的方式获取CL码的初始相位。
2.根据权利要求1所述一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法，其特征在于:所述步骤001中，采用并行码相位搜索捕获算法捕获GPS数字中频信号中LI信号的载波多普勒频移和C/A码的初始相位nc/A。
3.根据权利要求2所述一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法，其特征在于:所述步骤001中，若采用并行码相位搜索捕获算法捕获GPS数字中频信号中LI信号的载波多普勒频移和C/A码的初始相位r^A失败，则采用差分相干积分捕获算法进行获取。
4.根据权利要求1所述一种基于分段分裂基傅里叶变换的双频GPS信号捕获方法，其特征在于:所述步骤002中，根据LI信号的载波多普勒频移和如下公式(I)，获取GPS数字中频信号中L2C信号的载波多普勒频移ft2，
【文档编号】G01S19/24GK103675850SQ201310700232
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】曾庆喜, 唐琳琳, 杨英杰, 黄玉划, 陆新芳, 陈小惠 申请人:南京航空航天大学, 江苏新安电器有限公司, 东北电力大学