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专利号: 201810005376X
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种导航信号快速捕获方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、生成导航系统中每颗卫星的C/A码CAk,并以2倍码率对C/A码CAk采样,得到采样C/A码CAsamk;其中k∈{1,2,...,K},K为导航系统中的卫星数量;

S2、将导航系统中的K颗卫星分成J组,组间卫星不重复,将每组内的采样C/A码相加得到采样C/A码集合CAsamsetj;其中j∈{1,2,...,J};

S3、对采样C/A码集合CAsamsetj做FFT运算并对FFT结果取共轭,得到FFT共轭结果S4、接收中频采样信号s;

S5、对中频采样信号s进行下变频得到下变频信号xi;其中i为计数值,初始值为1;

S6、以C/A码的2倍码率对下变频信号xi进行打包,得到序列xpacki;

S7、对序列xpacki做FFT运算,得到FFT序列XFi;

S8、令计数值i加1;

S9、若i≤I,则返回步骤S5,否则进入步骤S10;其中I为中频采样信号的多普勒频偏估计值个数;

S10、设置计数值i为1,设置j为1;

S11、根据步骤S3所得的FFT共轭结果 与步骤S7所得的FFT序列XFi计算得到相关运算结果corrij;

S12、令计数值i加1;

S13、若i≤I,则返回步骤S11,否则进入步骤S14;

S14、设置计数值i为1,令j加1;

S15、若j≤J,则返回步骤S11,否则进入步骤S16;

S16、设置j为1;

S17、将上标相同的相关运算结果corrij作为一个相关运算结果集合corrj,统计相关运算结果集合corrj中峰均比大于预定门限的所有峰值点rt,并记录下所有的峰值点rt对应的码相位和多普勒频偏组合(pt,dplt);其中t∈{1,2,...,Tj},Tj为峰值点总数;

S18、若Tj<1,则进入步骤S19,否则进入步骤S21;

S19、令j加1;

S20、若j≤J,则返回步骤S17,否则捕获阶段结束;

S21、判断采样C/A码集合CAsamsetj是否只由单颗卫星的C/A码组成,若是则说明捕获到了对应的单颗导航卫星的信号多普勒频偏和码相位,返回步骤S19,否则进入步骤S22;

S22、设置t为1;

S23、设有L个集合的存储空间,将采样C/A码集合CAsamsetj中的卫星分成L组,组内的C/A码按步骤S2的方法进行相加,存入上述L个集合的存储空间,得到采样C/A码分组集合其中l∈{1,2,...,L};

S24、设置l为1;

S25、按(pt,dplt)中的码相位对采样C/A码分组集合 进行循环移位,使之与峰值点rt对应的码相位对齐,得到C/A码循环移位集合S26、将C/A码循环移位集合 与 进行相关运算,得到相关运算结果corrval;其中it为峰值点rt的多普勒频移对应计数值;

S27、比较关系数corrval与峰值点rt的模值大小,若|corrval|<|rt|,则进入步骤S28,否则进入步骤S34;

S28、令l加1;

S29、若l≤L,则返回步骤S25,否则输出错误信息,进入步骤S30;

S30、令t加1;

S31、若t≤Tj,则返回步骤S25,否则输出错误信息;

S32、令j加1;

S33、若j≤J,则返回步骤S17,否则捕获阶段结束;

S34、判断采样C/A码分组集合 是否只由单颗卫星的C/A码组成,若是则说明捕获到了对应的单颗导航卫星的信号多普勒频偏和码相位,进入步骤S36,否则进入步骤S35;

S35、将采样C/A码分组集合 的卫星继续分成L组并把组内的C/A码按步骤S2的方法进行相加,存入步骤S23所述的L个集合的存储空间,返回步骤S24;

S36、令t加1;

S37、若t≤Tj,则返回步骤S25,否则进入步骤S38;

S38、令j加1;

S39、若j≤J,则返回步骤S17,否则捕获阶段结束。

2.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S5中下变频信号xi的计算公式为:xi=s·exp[-j2π(fIF+fD-(i-1)Δf)n/fs]    (1)其中fIF为在多普勒频偏为零的情况下中频采样信号的载波频率,fD为对中频采样信号预估的最大多普勒频偏,Δf为对中频采样信号预估的多普勒频移步进,fs为在多普勒频偏为零的情况下中频采样信号的采样率。

3.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S6中对下变频信号xi进行打包的具体方法为:将下变频信号xi中每 个采样点累加为1个点,得到序列xpacki,其中fs为在多普勒频偏为零的情况下中频采样信号的采样率,fCA为C/A码码率。

4.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S9中多普勒频偏估计值个数I的计算公式为:其中fD为对中频采样信号预估的最大多普勒频偏,Δf为对中频采样信号预估的多普勒频移步进。

5.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S11中相关运算结果corrij的计算公式为:其中abs[·]为取模运算,ifft(·)为快速傅立叶逆变换。

6.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S23中若采样C/A码集合CAsamsetj组内卫星数量小于L,则将空出的存储空间复位为零。

7.根据权利要求1所述的导航信号快速捕获方法,其特征在于,所述步骤S35中若采样C/A码分组集合 组内卫星数量小于L,则将空出的存储空间复位为零。