一种捕获微弱信号的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及辅助北斗卫星导航技术，尤其涉及一种捕获微弱信号的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 目前，随着人们对室内等微弱信号环境和首次定位时间的要求，辅助全球导航卫 星系统（Assisted-Global 化vigation Satellite System,A-GNS巧应运而生。A-GNSS 借 助于无线通信网络为导航接收机提供所需要的辅助信息，W支持导航接收机定位能力或者 增强导航接收机在微弱信号条件下的捕获能力。
[0003] 传统导航接收机实现定位功能需要捕获到4颗或者W上的卫星信号，且不同卫星 信号具有不同的起始时间的伪随机码和不同的多普勒频移。因此，为了搜索到某个卫星信 号，导航接收机通常需要进行二维搜索，在每个可能的多普勒频移上对每个起始时间不同 的伪随机码进行搜索，辅助型导航接收机利用辅助的时间、星历/历书、导航接收机位置能 估算出卫星运动引起的多普勒频偏从而缩短捕获频率搜索空间。然而，在没有给定本地时 钟频偏的情况下不能估计本地时钟频偏引起的多普勒频移，而较小的本地时钟频偏会产生 上千赫兹化Z)的多普勒频移，送样会增加捕获搜索空间，影响首次定位时间。
[0004] 3GPP TS 36. 171定义了 A-GNSS技术的最小辅助信息集，包括时间辅助信息、历书 /星历辅助信息、用户位置辅助信息等，根据3GPP标准定义，无线通信网络可W提供两种不 同的时间辅助方式：精时辅助（精度为±10 US)和粗时辅助（精度为±2s)。
[0005] 现有的接收机在精时辅助定位方式下，通过从无线通信网络获取的时间、历书/ 星历、用户位置信息，可W估计出卫星的多普勒频偏和码相位，从而缩小卫星捕获频率和码 相位的二维搜索空间。对于全球定位系统（Global化Sitioning System,GP巧和北斗系统， 测距码的长度为1ms，精时辅助的时间精度要小于1ms，因此可W估计出导航电文比特的边 沿，进一步增加捕获的相干积分时间，提高捕获的灵敏度，实现在微弱信号环境下高灵敏度 定位。
[0006] 然而，接收机在粗时辅助定位方式下，由于时间精度要大于一个测距码的长度，不 能对码相位和导航电文比特边沿进行预测，因此在相同的辅助信息下，捕获的灵敏度会小 于精时辅助时捕获的灵敏度。而且，由于实际环境的天气、遮挡等原因，很多卫星信号功率 比较微弱，往往只能捕获到稍微较强的一颗或者两颗卫星信号，因此不能完成定位。
[0007] 综上所述，接收机在粗时辅助定位方式下，如何实现微弱信号的快速捕获已成为 辅助定位技术中急需解决的问题。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明实施例期望提供一种捕获微弱信号的方法和装置，能够使接收 机在粗时辅助定位方式下实现微弱信号的快速捕获。
[0009] 为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是送样实现的：
[0010] 本发明实施例提供一种捕获微弱信号的方法，该方法包括：
[0011] 获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；
[0012] 根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多 普勒频偏；
[0013] 根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频 码周期和扩频码相位。
[0014] 上述方案中，所述根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的 弱信号卫星的多普勒频偏包括：
[0015] 利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、W及接收机参考位置坐标确定当前可见卫 星的多普勒频偏估计值；所述当前可见卫星包括所述已捕获的强信号卫星和未捕获的弱信 号卫星；
[0016] 根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和所确定的当前可见卫星的多 普勒频偏估计值，确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏。
[0017] 上述方案中，所述根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱 信号卫星的扩频码周期和扩频码相位包括：
[001引利用所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间对接收机参考时间进行校正，获得 校正后的接收机参考时间；
[0019] 根据校正后的接收机参考时间、卫星的星历信息、W及接收机参考位置坐标，确定 未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。
[0020] 上述方案中，所述利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、W及接收机参考位置坐标 确定当前可见卫星的多普勒频偏估计值包括：
[0021] 根据卫星的星历信息，粗时辅助时间、W及接收机参考位置坐标确定当前可见卫 星的位置坐标，并进一步确定当前可见卫星在粗时辅助时间对应时刻tk的速度；再根据所 确定的当前可见卫星在tk时刻的速度确定所述当前可见卫星信号的多普勒频偏估计值。
[0022] 上述方案中，所述已捕获的强信号卫星的个数Nl的取值范围为1《Nl《3。
[0023] 本发明实施例还提供一种捕获微弱信号的装置，该装置包括：强信号捕获模块、多 普勒校正模块、W及扩频码估计模块；其中，
[0024] 所述强信号捕获模块，用于获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间； [00巧]所述多普勒校正模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定 未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；
[0026] 所述扩频码估计模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未 捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。
[0027] 上述方案中，所述多普勒校正模块包括多普勒估计模块和多普勒确定模块；其中，
[0028] 所述多普勒估计模块，用于利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、W及接收机参考 位置坐标确定当前可见卫星的多普勒频偏估计值；所述当前可见卫星包括所述已捕获的强 信号卫星和未捕获的弱信号卫星；
[0029] 所述多普勒确定模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和所 确定的当前可见卫星的多普勒频偏估计值，确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏。
[0030] 上述方案中，所述扩频码估计模块用于，利用所获取的已捕获的强信号卫星的传 输时间对接收机参考时间进行校正，获得校正后的接收机参考时间；根据校正后的接收机 参考时间、卫星的星历信息、W及接收机参考位置坐标，确定未捕获的弱信号卫星的扩频码 周期和扩频码相位。
[0031] 上述方案中，所述多普勒估计模块用于，根据卫星的星历信息，粗时辅助时间、W 及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的位置坐标，并进一步确定当前可见卫星在粗时 辅助时间对应时刻tk的速度；再根据所确定的当前可见卫星在tk时刻的速度确定所述当前 可见卫星信号的多普勒频偏估计值。
[0032] 上述方案中，所述强信号捕获模块已捕获的强信号卫星的个数Nl的取值范围为 1《Nl《3。
[0033] 本发明实施例所提供的捕获微弱信号的方法和装置，获取已捕获的强信号卫星的 多普勒频偏和传输时间；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱 信号卫星的多普勒频偏；根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信 号卫星的扩频码周期和扩频码相位。如此，在精确确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏、 扩频码周期和扩频码相位的基础上，能够缩小卫星捕获频率和码相位的二维搜索空间，从 而保证接收机在粗时辅助定位方式下实现微弱信号的快速捕获。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明实施例捕获微弱信号的方法的实现流程示意图；
[0035] 图2为本发明实施例捕获微弱信号的方法的具体实现流程示意图；
[0036] 图3为本发明实施例已捕获的强信号卫星的传输时间的示意图；
[0037] 图4为本发明实施例捕获微弱信号的装置的组成结构示意图；
[0038] 图5为本发明实施例捕获微弱信号的装置中的多普勒校正模块的组成结构示意 图。
【具体实施方式】
[0039] 在本发明实施例中，获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；根据所 获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；根据所 获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码 相位。
[0040] 下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
[0041] 图1为本发明实施例捕获微弱信号的方法的实现流程示意图，如图1所示，本发明 实施例捕获微弱信号的方法包括：
[0042] 步骤SlO ;获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；
[0043] 送里，由于接收机处在粗时辅助定位方式下，所W接收机已捕获到的强信号卫星 的个数Nl的取值范围为1《Nl《3。
[0044]