一种北斗弱信号捕获方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114814901A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210299201.0(22)申请日2022.03.25(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号西安电子科技大学(72)发明人张华王超许录平宋迤达周弘扬杨波李芷楠王伯阳(74)专利代理机构西安长和专利代理有限公司61227专利代理师黄伟洪(51)Int.Cl.G01S19/24(2010.01)G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)G01S19/37(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种北斗弱信号捕获方法及系统(57)摘要本发明属于卫星导航技术领域，公开了一种北斗弱信号捕获方法及系统，首先将采样数据进行载波剥离，并进行码片合并，随后通过交叠对折法实现码合并数据的重复利用、多普勒剥离和数据对折，减少硬件资源的消耗；并通过FFT和IFFT将数据块与本地伪码进行码并行相干，得到所有码相位的相干值。然后经过码间差分算法将不同码相位的相干值进行差分，避免NH码跳变和导航数据跳变的影响；随后将差分数据经过多普勒补偿后进行相干，提高信号的信噪比，对数据进行非相干，提升捕获灵敏度，最后经过门限判决判断是否捕获卫星信号。本发明最终捕获到‑146dBm的北斗D2导航数据和‑145dBm的D1导航数据。CN114814901ACN114814901A权利要求书1/2页1.一种北斗弱信号捕获方法，其特征在于，所述北斗弱信号捕获方法将采样数据进行载波剥离，并对其进行码片合并，随后通过交叠对折法实现码合并数据的重复利用、多普勒剥离和数据对折；经过码间差分算法将不同码相位的相干值进行差分；将差分数据经过多普勒补偿后进行相干；最后经过门限判决判断是否捕获卫星信号，同时将捕获得到的信息传送至跟踪模块。2.如权利要求1所述的北斗弱信号捕获方法，其特征在于，所述北斗弱信号捕获方法具体包括：将基带数据中的残余载波剥离，获得零中频数据，并将数据传输至码合并模块；将数字下变频后的数据进行累加合并，获得半码数据，并将半码数据传送至交叠对折模块；将码片数据进行存储并交叠组合成2毫秒数据块，随后将数据块中的多普勒剥离，并对数据进行折叠，使之变为1毫秒数据块，最后将1毫秒数据块传送至FFT模块；在本地生成卫星测距码，用于和数据相干实现卫星捕获，本地伪码在捕获开始时会被送入FFT模块；将本地伪码和交叠对折后的1毫秒数据块进行傅里叶变换，本地伪码进行傅里叶变换之后取共轭进行存储，交叠数据块进行傅里叶变换之后送入复乘模块；将本地伪码的FFT共扼值与数据的FFT值进行复乘，获得频域相干结果，并将复乘结果传送至IFFT模块；将复乘结果进行IFFT变换，该模块可将频域相干值转换至时域，得到不同码相位的时域相干值，并将相干值传送至码间差分模块；将不同码相位的相干值进行码间差分，码间差分法可以避免D1导航电文中的NH码跳变、D2导航电文速率过快以及导航数据跳变对捕获灵敏度的影响，并将差分结果传入多普勒补偿模块；补偿因多普勒效应产生的码相位偏移，随后将数据传入相干模块与非相干模块；将多普勒补偿模块所得的结果进行N次相干后再进行M次非相干，得到最终的捕获结果，并将结果传输至峰值判决模块；将捕获结果进行比较，得出最大值和均值，判断峰均比是否超过捕获门限，并将捕获结果传输至跟踪模块。3.如权利要求2所述的北斗弱信号捕获方法，其特征在于，所述交叠对折模块首先以1毫秒数据为单位，将两两相邻的1毫秒数据块交叠组合成2毫秒的数据块；在数据块的组成过程中除第1毫秒数据和最后1毫秒数据使用一次外，剩余的每个1毫秒数据块会被使用两次；当数据块组成之后将数据块中的多普勒频率进行剥离，并进行对折形成1毫秒数据块；模块处理完数据后将数据传送至FFT模块。4.如权利要求2所述的北斗弱信号捕获方法，其特征在于，所述FFT模块是将1毫秒数据块和本地伪码分别进行傅里叶变换。5.如权利要求2所述的北斗弱信号捕获方法，其特征在于，所述码间差分模块是将4096个不同的相干值中两两相邻的数据进行差分，同时对首尾数据进行差分得到4096个差分结果。6.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存2CN114814901A权利要求书2/2页储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～5任意一项所述北斗弱信号捕获方法的步骤。7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～5任意一项所述北斗弱信号捕获方法的步骤。8.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求1～