一种高动态导航卫星信号接收方法及接收机.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CN111796305A(43)申请公布日2020.10.20(21)申请号202010758494.5(22)申请日2020.07.31(71)申请人北京中捷时代航空科技有限公司地址100070北京市丰台区南四环西路188号总部基地八区188号楼(72)发明人陈丽李胜陈春阳李金立(74)专利代理机构北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)11386代理人李明里(51)Int.Cl.G01S19/24(2010.01)G01S19/30(2010.01)G01S19/29(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种高动态导航卫星信号接收方法及接收机(57)摘要本发明涉及一种高动态导航卫星信号接收方法及接收机，属于卫星导航技术领域；方法包括导航卫星信号的捕获和跟踪步骤，在捕获步骤的匹配滤波算法中，通过对降采样后的卫星基带信号与本地生成的PN码进行短时相关累加、FFT扫频、非相干累加以及峰值判断后捕获卫星信号，并获得卫星信号的多普勒频率；在跟踪步骤的跟踪通道建立中，建立双跟踪通道，分别对捕获的多普勒频率和对所述多普勒频率进行去折叠后的频率进行跟踪，对两通道的跟踪结果进行信噪比估计，选择信噪比高的通道信号作为跟踪的输出信号。本发明可以实现在传统接收机占用资源相同的情况下，信号多普勒捕获能力扩大一倍，有效提升高动态信号接收处理能力。CN111796305ACN111796305A权利要求书1/2页1.一种高动态导航卫星信号接收方法，包括导航卫星信号的捕获和跟踪步骤；其特征在于，在捕获步骤的匹配滤波算法中，通过对降采样后的卫星基带信号与本地生成的PN码进行短时相关累加、FFT扫频、非相干累加以及峰值判断后捕获卫星信号，并获得卫星信号的多普勒频率；在跟踪步骤的跟踪通道建立中，建立双跟踪通道，分别对捕获的多普勒频率和对所述多普勒频率进行去折叠后的频率进行跟踪，对两通道的跟踪结果进行信噪比估计，选择信噪比高的通道信号作为跟踪的输出信号。2.根据权利要求1所述的高动态导航卫星信号接收方法，其特征在于，所述匹配滤波算法的具体过程包括：1)将卫星信号的中频数据进行下变频得到卫星信号的基带信号；2)对基带信号进行降采样至NMHz，并存储在RAM，用于后续捕获处理；3)从RAM读出降采样数据，与本地生成的PN码进行M个点短时相关，得到信号频率fs＝N/M的信号；4)设定FFT扫频范围为±fs/2，对短时相关后的信号进行FFT扫频；5)对FFT扫频结果进行设定次数的非相干累加；6)对非相干累加的结果进行峰值检测，得到卫星信号的捕获结果，并获得卫星信号的多普勒频率。3.根据权利要求2所述的高动态导航卫星信号接收方法，其特征在于，所述FFT扫频的点数满足频率搜索分辨率的要求。4.根据权利要求3所述的高动态导航卫星信号接收方法，其特征在于，所述频率搜索分辨率根据相干积分的频率失配损耗确定；其中，ωIF是信号载波频率，为本地载波频率，T为相干积分时间。5.根据权利要求4所述的高动态导航卫星信号接收方法，其特征在于，在M个点短时相关累加的样本数少于FFT扫频点数时，通过补零法，对样本进行补零，使样本的个数满足FFT扫频点数。6.根据权利要求1所述的高动态导航卫星信号接收方法，其特征在于，建立跟踪通道对捕获信号进行跟踪的过程包括：1)接收捕获步骤中输出卫星信号的多普勒频率fa；2)对卫星信号中的多普勒频率fa进行去折叠；将多普勒频率fa扩展得到频点为fa-fs，fa，fa+fs的多普勒频率，舍去在频率范围±fs之外的多普勒频率；3)把剩余的两个多普勒频率候选值分别送入两个跟踪通道进行跟踪；4)对两个跟踪通道的跟踪结果分别进行性噪比估计；5)选择信噪比高的通道信号作为跟踪的输出信号。7.一种应用如权利要求1-6任一项所述的高动态导航卫星信号接收方法的导航卫星信号接收机，包括捕获模块和跟踪模块；其特征在于，在捕获模块中，通过对降采样后的卫星基带信号与本地生成的PN码进行短时相关累加、FFT扫频、非相干累加以及峰值判断后捕获卫星信号，并获得卫星信号的多普勒频率；2CN111796305A权利要求书2/2页在跟踪模块中，建立双跟踪通道，分别对捕获的多普勒频率和对所述多普勒频率进行去折叠后的频率进行跟踪，对两通道的跟踪结果进行信噪比估计，选择信噪比高的通道信号作为跟踪的输出信号。8.根据权利要求7所述的导航卫星信号接收机，其特征在于，捕获模块中包括下变频模块、降采样存储模块、短时相关累加模块、FFT扫频模块、非相干累加存储模块和峰值门限检测模块；所述下变频模块，用于将卫星信号的中频数据进行下变频得到卫星信号的基带信号；所述降采样存储模块，用于对基带信号进行降采样至NMHz，并将降