一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102590833A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102590833A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210063538.8(22)申请日2012.03.12(71)申请人航天恒星科技有限公司地址100086北京市海淀区知春路82号院(72)发明人庞羽佳李烨蒋勇叶扬李东俊刘洋万祥(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人安丽(51)Int.Cl.G01S19/24(2010.01)G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图22页(54)发明名称一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法(57)摘要一种卫星信号多通道捕获方法，特别是卫星导航接收机多通道联合捕获方法，属于卫星导航技术领域。该方法，包括在卫星导航接收机上建立两个信号捕获系统；采用通用异步串口UART进行通信连接，两个信号捕获系统分别收集不同导航星信号捕获信息数据，并将有效信息进行交换。本发明提供了一种信号搜索范围广、捕星速度快、计算量少且资源耗费少的多通道联合捕获方法；接收机盲捕(冷启)时间缩短；两个信号捕获系统互为备份，增加了系统可靠性；某个信号捕获系统复位或者重启后，可通过接收另一系统的可用星信息实现快速恢复。CN1025983ACN102590833A权利要求书1/2页1.一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法，其特征在于包括下列步骤：(1)在卫星导航接收机上建立两个信号捕获系统，每个信号捕获系统中最多捕获12颗GPS导航星，其中一个信号捕获系统对N颗不同星号的导航星进行捕获，N＝1～12，另一个信号捕获系统对另外M颗不同星号的导航星进行捕获，M＝1～12；(2)采用通用异步串口UART将步骤(1)中建立的两个信号捕获系统进行通信连接；(3)在两个信号捕获系统中分别采用二维搜索策略对卫星信号进行捕获，收集信号捕获信息数据，并将收集到的数据封装进数据帧，设置数据帧头和校验和；(4)两个信号捕获系统将己方在步骤(3)封装好的数据帧发送给对方；(5)两个信号捕获系统接收到对方发送来的数据帧后，对数据帧进行处理，辅助完成卫星定位；处理过程包括：5.1首先根据数据帧中的帧头和校验和对数据的有效性进行判断，如果数据有效则进入步骤5.2，否则进入步骤(3)；5.2从数据帧提取导航星信息，根据己方情况判断是否需要将有效导航星置入，需要置入时，选择性地将有效导航星信息置入通道相关器，并对选定导航星进行捕获和跟踪。2.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法，其特征在于：步骤1)中每个信号捕获系统均包括处理器、存储器、12路通道相关器以及串口通信UART模块，处理器对通道相关器、存储器和串口通信UART模块进行控制并与其三者进行数据交换；12个通道相关器为并行结构，即可同时对相同或不同的卫星信号进行捕获和跟踪；12个通道相关器中的每个通道相关器同一时间只能对一颗导航卫星信号进行搜索和跟踪；12个通道相关器中的每个通道相关器完成一颗导航卫星信号搜索后，若没有对该卫星信号完成捕获和跟踪，则该通道更换搜索卫星，即对另一颗导航卫星的信号进行捕获和跟踪。3.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法，其特征在于：步骤(2)中通信方式设为全双工模式，并分别设置通信双方为相同的波特率和发送、接收模式。4.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法，其特征在于：步骤5.2中选择性地将有效导航星信息置入通道相关器的过程为：5.2.1首先根据导航星信息判断并提取接收到的可用于定位解算的导航卫星集合，并从步骤(3)己方信号捕获系统所得到的信息数据提取可用于定位解算的导航卫星集合，判断上述两部分集合的并集不小于4个，则进入步骤5.2.2，否则返回步骤3)；5.2.2判断己方是否已处于定位状态，即已捕获到4颗以上导航星且成功进行定位解算，若未处于定位状态，则进入步骤5.2.3，否则返回步骤(3)；5.2.3将接收到的可用于定位解算的导航卫星置入本地通道相关器中，其中每个卫星的置入过程为：如果该卫星已经存在于本地12个通道相关器中，则判断该卫星是否在本地被捕获，如果已捕获则返回步骤(3)，否则在包含该卫星的通道相关器中更新该卫星的多普勒信息；如果该卫星未存在于本地12个通道相关器中，则判断本地通道相关器中是否存在有未捕2CN102590833A权利要求书2/2页获到卫星的通道，如果有则将该卫星的星号及多普勒信息置入到一个未捕获到星的通道或者替换掉该通道中正在捕获的卫星，否则返回步骤(3)。5.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法，其特征在于：两个信号捕获系统中任一方出现重启