一种GPS卫星信号捕获方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109683181A(43)申请公布日2019.04.26(21)申请号201910152668.0(22)申请日2019.02.28(71)申请人西安微电子技术研究所地址710065陕西省西安市雁塔区太白南路198号(72)发明人王来雄唐光睿张翠(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种GPS卫星信号捕获方法及系统(57)摘要本发明公开了一种GPS卫星信号捕获方法及系统，包括以下步骤；1.进行32颗卫星的粗捕获；采用500Hz步长扫描载波频率的方法，对32颗卫星全部扫描完成为一轮，重复若干轮，直到能够在32颗卫星中，选取出至少前5颗捕获成功次数最多的卫星；2.对步骤一中选取的卫星进行精捕获；具体为先进行扫描步长为10Hz载波频率捕获，再进行扫描步长为500Hz的C/A码相位捕获，选取出前4颗捕获成功次数最多的卫星。精捕获时分别对接收载波频率和码相位进行捕获，通过码相位变化速率高于载波频率变化的特点，提出大步长和小步长相结合的方法，在提高捕获精度的同时，节约捕获时间，保证了捕获到码相位的实时性、有效性。CN109683181ACN109683181A权利要求书1/2页1.一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，包括以下步骤；步骤一，进行32颗卫星的粗捕获；具体为采用500Hz步长扫描载波频率的方法，对32颗卫星全部扫描，全部扫描完成为一轮，重复若干轮，直到能够在32颗卫星中，选取出至少前5颗捕获成功次数最多的卫星；步骤二，对步骤一中选取的卫星进行精捕获；具体为先进行扫描步长为10Hz载波频率捕获，对步骤一中选取的卫星全部扫描；再进行扫描步长为500Hz的C/A码相位捕获，对步骤一中选取的卫星全部扫描；选取出前四个捕获成功次数最多的卫星。2.根据权利要求1所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，粗捕获和精捕获的卫星捕获步骤相同，具体为：步骤1，数字中频信号分为两路分别输入至乘法器i和乘法器q中；步骤2，数字控制振荡器输出正弦数据至乘法器i中，数字控制振荡器输出余弦数据至乘法器q中；步骤3，乘法器i将数字中频信号与数字控制振荡器输出的正弦数据进行乘积后输出；乘法器q将数字中频信号与数字控制振荡器输出的余弦数据进行乘积后输出；步骤4，将乘法器i和乘法器q输出的数据汇合后，进行快速傅里叶变换计算，计算结果输入至乘法器z中；步骤5，将卫星C/A码发生器输出的C/A码依次进行快速傅里叶变换计算和复数共轭计算后，输入至乘法器z中；乘法器z将两组数据进行乘积后输出；步骤6，对乘法器z输出的数据进行快速傅里叶逆变换计算；步骤7，对快速傅里叶逆变换计算后的数据进行取模运算后，将超过阈值的最大值对应的数据进行记录，并向DSP发出中断请求，等待DSP读取结果。3.根据权利要求2所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，步骤4包括以下步骤；步骤4.1，乘法器i和乘法器q输出数据分别经过四路累加器，将数据进行减采样计算；步骤4.2，乘法器i连接的四路累加器和乘法器q连接的四路累加器两两为一组，四组数据依次进行快速傅里叶变换计算，每组运算结果分实部和虚部，分别存入两个为一组的双口RAM中；步骤4.3，乘法器z采用复数乘法器，四组双口RAM的值依次被读出，送入三个复数乘法器中。4.根据权利要求3所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，步骤4.1，每组四路累加器中，每个累加器的起始位相差四个地址。5.根据权利要求4所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，数字中频信号与乘法器i和乘法器q之间，分别设置有双口RAM，两个双口RAM的读出时钟均为125MHz。6.根据权利要求5所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，每个累加器的输出数据进行快速傅里叶变换计算前，均先经过FIFO储存器。7.根据权利要求3所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，步骤5中，卫星数量为九个，三个复数乘法器分别将三颗卫星C/A码快速傅里叶变换计算后的共轭值与各组双口RAM的相乘，结果输出至下一项；执行完毕后，三个复数乘法器再分别将另外三颗卫星C/A码快速傅里叶变换计算后的共轭值与各组双口RAM的相乘，结果输出至下一项；执行完毕2CN109683181A权利要求书2/2页后，三个复数乘法器再分别将剩余三颗卫星C/A码快速傅里叶变换计算后的共轭值与各组双口RAM的相乘，结果输出至下一项。8.根据权利要求7所述的一种GPS卫星信号捕获方法，其特征在于，步骤7中，对快速傅里叶逆变换计算后数据分实部和虚部，分别进行平方和