一种卫星信号捕获方法及装置.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CN109239743A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811081610.3(22)申请日2018.09.17(71)申请人西安开阳微电子有限公司地址710075陕西省西安市雁塔区科技二路72号西安软件园唐乐阁B101室(72)发明人王令欢石岭王雅君(74)专利代理机构西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61218代理人陈瑜(51)Int.Cl.G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种卫星信号捕获方法及装置(57)摘要本发明公开了一种卫星信号捕获方法及装置，以减少卫星信号捕获过程中计算量。卫星信号捕获方法包括：对输入信号进行中频下变频，且将其分成IQ两路；将IQ两路数据根据码速率进行重采样；使用扩频码进行FFT，并完成取共轭，获取多普勒值；对完成重采样后的IQ数据在指定多普勒频率进行下变频；完成多普勒下变频数据的FFT；对频谱进行循环移位；进行数据频谱和扩频码频谱进行乘法运算；对乘积进行IFFT；最终完成捕获成功与否判决。CN109239743ACN109239743A权利要求书1/2页1.一种卫星信号捕获方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：获取北斗卫星信号S；步骤2：根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δfd及其最大值fdmax、需要移位的最大次数N，及每次移位的时候移动频谱数量m，利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S1；步骤3：依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S1信号重采样为信号S2；步骤4：选择卫星号，获取指定卫星号的扩频码，进行FFT，对其取共轭生成信号S0，初始化多普勒值fd；步骤5：利用输入多普勒值fd产生本地同相和正交两路载波信号，与S2相乘再次进行下变频，生成信号S3，初始化k；步骤6：对S3完成FFT，生成S4；步骤7：对S4根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位形成信号S5；步骤8：对S0和S5进行复数乘法，生成信号S6；步骤9：对S6进行IFFT变换，生成信号S7；步骤10：对信号S7进行取模，然后搜索其幅度最大值，判断幅度最大值是否大于设定门限，如是，则输出捕获结果，并转到步骤13，如否，判定该频率捕获失败，直接进入下一步骤；步骤11：判断k是否小于N，若是，则k值增加1，转到步骤7，若否，则进入下一步骤；步骤12：更新fd为fd+Δfd，判断更新后的fd是否等于fdmax，若是，则转到步骤5；若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并转到步骤13；步骤13：判断是否需要捕获其他卫星号，如否，则捕获结束；如是则进入步骤4。2.如权利要求1所述的一种卫星信号捕获方法，其特征在于：所述步骤2中，Δfd、fdmax、N和m的计算关系，具体如下：设FFT的频率分辨率为fi，频率搜索最大值为fmax，应满足：fdmax+mNfi≥fmaxΔfd应小于或等于频率搜索间隔。3.如权利要求1所述的一种卫星信号捕获方法，其特征在于：所述步骤7对S4进行k次循环移位，具体如下：k的取值范围为：-N≤k≤N，其初始值为k＝-N，判断k是否小于0，如是，则对S4向左循环移位后形成信号S5，如否，则对S4向右循环移位后形成信号S5。4.一种应用权利要求1的卫星信号捕获装置，所述卫星捕获装置用于进行卫星信号的捕获，其特征在于，所述卫星捕获装置包括：卫星信号获取模块，用于获取卫星信号S，并将信号S输出至中频下变频模块；中频下变频模块，用于根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δfd及其最大值fdmax，需要移位的最大次数N，将相关参数输出至捕获判断模块，计算每次移位的时候移动频谱数量m，将移动频谱数量输出至循环移位模块；利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S1，输出S1至重采样模块；2CN109239743A权利要求书2/2页重采样模块，用于依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S1信号重采样为信号S2，输出S2至多普勒下变频模块；扩频码处理模块，用于选择卫星号，获取指定卫星号扩频码，对卫星扩频码进行FFT，对其取共轭生成信号S0，输出S0至乘法模块；初始化多普勒值fd值，输出fd至多普勒下变频模块；多普勒下变频模块，用于利用输入多普勒值fd产生本地同相和正交两路载波信号，与S2相乘，再次进行下变频，生成信号S3，输出S3至FFT模块，初始化k值，输出k值至循环移位模块；FFT模块，用于对S3完成FFT，生成信号S