CN115685271B - 一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法。方法包括:获取导航接收机接收的数字基带信号,对数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;遍历第一码相位搜索范围,对第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一伪码相位捕获结果;等待预设时间间隔后,对数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的数字基带信号的最大多普勒得到第二码相位搜索范围;遍历第二码相位搜索范围,对第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第二伪码相位捕获结果;根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。采用本方法能够对存在大多普勒频偏下的时分扩频信号进行快速捕获。
Description
技术领域
本申请涉及卫星导航技术领域,特别是涉及一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法。
背景技术
北斗导航***具有全球覆盖、全天侯工作等特点,北斗导航已经被广泛的应用到各行各业中,包括车辆与飞行器导航、个人导航、桥梁监测、现代农业、精密测绘等领域。GPS接收机中,信号的捕获是信号跟踪和解调导航数据位的前提。捕获时需要对GPS星座中的每一颗卫星同时完成载波多普勒频移搜索和C/A码初始相位搜索。北斗***通过增加Ka频点的测量链路,提升了***的测量性能。Ka频点信号载波频率高,多普勒动态范围大,且采用时分体制信号,即在传统连续导航信号基础上,调制了一个时分脉冲控制序列,由连续信号变成了非连续信号。另一方面,采用低轨卫星播发导航增强信号,可进一步提升北斗***的性能,但低轨卫星动态大,导致增强信号多普勒变化范围大,同时为了解决低轨卫星的收发隔离问题,增强信号也可能采用时分体制,因此地面接收到的低轨导航增强信号也是一种大多普勒的时分信号。
在传统方法中,要完成信号的捕获,需要在伪码和多普勒频率的不确定区域内进行搜索,对于大多普勒的时分导航信号,传统连续信号的捕获方法将面临较大的性能损耗,且需要克服大多普勒引起的搜索空间急剧增加的问题。利用辅助信息的方法虽然可以压缩信号捕获时的搜索范围,但是需要提前获知卫星星历和自身的概略位置。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法。
一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法,所述方法包括:
获取导航接收机接收的数字基带信号,对所述数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;所述数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据所述伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
在所述第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对所述数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
遍历所述第二码相位搜索范围,对所述第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
在其中一个实施例中,还包括:所述数字基带信号的数学模型为:
其中,为导航接收设备接收到的数字基带信号,为载波的振幅,
为卫星导航电文,为采样点,为信号传输延迟,为信号的载波多普勒,w(k)为基带噪
声,为导航信号中的扩频码,为时分脉冲信号,为虚数单位符号,为射频载波初始相位。
在其中一个实施例中,还包括:对所述第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果;所述当前码相位在预先设置的第一码相位搜索范围内;遍历所述第一码相位搜索范围,得到第一码相位搜索范围内每一码相位对应的非相干累加结果,根据每一所述非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果。
在其中一个实施例中,还包括:当所述非相干累加结果大于判决门限时,码相位捕获成功,根据当前本地扩频码对应的码相位,得到捕获结果;当所述非相干累加结果小于或等于判决门限时,码相位捕获失败,在所述第一码相位搜索范围内向后滑动预先设置的伪码相位搜索间隔,计算滑动后的码相位对应的非相干累加结果,迭代上述过程,直至所述第一码相位搜索范围内每一码相位搜索完毕时,停止迭代,输出第一码相位搜索范围内的捕获结果。
在其中一个实施例中,还包括:对所述第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果为:
在其中一个实施例中,还包括:根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围为:
在其中一个实施例中,还包括:根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒为:
在其中一个实施例中,还包括:所述第二伪码相位捕获结果为:
在其中一个实施例中,还包括:所述第一伪码相位捕获结果为:
在其中一个实施例中,还包括:根据所述时间间隔和所述伪码相位搜索间隔得到载波多普勒的估计精度为:
一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获装置,所述装置包括:
信号获取模块,用于获取导航接收机接收的数字基带信号,对所述数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;所述数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
第一级搜索模块,用于遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据所述伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
搜索范围确定模块,用于在所述第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对所述数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
第二级搜索模块,用于遍历所述第二码相位搜索范围,对所述第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
载波多普勒估计模块,用于根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
获取导航接收机接收的数字基带信号,对所述数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;所述数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据所述伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
在所述第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对所述数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
遍历所述第二码相位搜索范围,对所述第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
获取导航接收机接收的数字基带信号,对所述数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;所述数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据所述伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
在所述第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对所述数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
遍历所述第二码相位搜索范围,对所述第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
上述大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法,通过对接收的数字基带信号进行两次串行的时间维度搜索,实现了信号多普勒的捕获,具体是将二维的时间-频率搜索转换为一维的时间搜索和一维的频率估计,在进行一维的时间搜索时,对伪码相位进行两次捕获,第一级捕获能够在信号存在较大多普勒频偏情况下,对信号的码相位在较大时间范围内进行快速搜索,完成信号码相位的初始捕获,第二级捕获在第一级捕获的基础上,可大幅压缩信号的时间搜索范围,获得更加精确的相位搜索结果,在实现两次伪码相位捕获后,根据两次的伪码相位捕获结果计算载波多普勒,大幅压缩信号多普勒的搜索空间,提高大多普勒时分扩频信号的捕获效率,本发明实施例,能够对存在大多普勒频偏下的时分扩频信号进行快速捕获。
附图说明
图1为一个实施例中大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法的流程示意图;
图2为一个实施例中时分扩频信号的结构示意图;
图3为一个实施例中第一级搜索和第二级搜索的相关峰结果示意图;
图4为一个实施例中大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获装置的结构框图;
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法,包括以下步骤:
步骤102,获取导航接收机接收的数字基带信号,对数字基带信号进行采样,得到第一采样信号。
GPS信号是经过了直接序列扩频调制及载波调制的扩频信号。对于扩频***,捕获
就是指使本地参考码和接收码的相位差小于一个码元宽度,且收发码时钟频率基本一致,
同时使载波相互对准,实现输入信号与本地信号的同步。在GPS***中伪码相位与载波频率
的粗同步过程即为伪码捕获,有效的伪码捕获方法是高动态GPS接收机研究的核心,缩短捕
获时间便意味着***性能的提高。在捕获发端信号时,只有当接收机本地复现的伪码相位
与载波多普勒频率均与接收信号匹配后,方可确认捕获成功,实现收发信号的位同步。在本
发明中数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号,第一采样信号包括多段时分脉冲
信号,如图2所示的时分扩频信号的结构示意图,相比传统的对扩频信号的捕获而言,时分
扩频信号增加了时分脉冲序列,为非连续信号,为脉冲周期,时分脉冲序列在脉冲宽度
内有信号脉冲,在时间内无信号,因此,在对时分脉冲序列进行码相位捕获时,将时分脉
冲序列与PN码(伪随机码)相乘,则可以对有信号脉冲时的信号进行处理。
步骤104,遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果。
第一码相位搜索范围为预先设置的信号捕获的时间范围,由于时分扩频信号中有信号的部分持续时间较短,对多普勒容忍范围较大,因此在捕获环节可以只捕获伪码相位,将对第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获作为第一级搜索,通过第一级搜索,得到第一伪码相位捕获结果,通过两次伪码相位捕获结果,获得伪码多普勒,进而得到载波多普勒,可以在搜索空间大幅缩小的情况下仍保持信号的快速捕获。
步骤106,在第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围。
多普勒捕获的原理是对时间间隔为的接收信号捕获两次,根据前后两次的码相
位捕获差,计算伪码多普勒,再由伪码多普勒换算至载波多普勒,利用两次码相位捕获的差
分结果实现了载波多普勒的估计,由估计的数字基带信号对应的最大多普勒,计算第二码
相位搜索范围,相比第一级搜索,第二级搜索的搜索范围大大减小。
步骤108,遍历第二码相位搜索范围,对第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果。
将对第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获作为第二级搜索,通过第二级搜索,得到第二伪码相位捕获结果。第二级搜索方法与第一级搜索方法相同,但减小了第二级搜索的搜索范围,提高了搜索精度。
步骤110,根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
在一般的捕获方法中,由于信号搜索的单元很多,相应的信号捕获时间也很长,这在一些实时性要求比较高的接收机中是不允许的。本发明提出的两级捕获算法,能够对伪码相位进行两次捕获,将二维的时间-频率搜索转换为一维的时间搜索和一维的频率估计,极大地提高了算法的效率。
上述大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法中,通过对接收的数字基带信号进行两次串行的时间维度搜索,实现了信号多普勒的捕获,具体是将二维的时间-频率搜索转换为一维的时间搜索和一维的频率估计,在进行一维的时间搜索时,对伪码相位进行两次捕获,第一级捕获能够在信号存在较大多普勒频偏情况下,对信号的码相位在较大时间范围内进行快速搜索,完成信号码相位的初始捕获,第二级捕获在第一级捕获的基础上,可大幅压缩信号的时间搜索范围,获得更加精确的相位搜索结果,在实现两次伪码相位捕获后,根据两次的伪码相位捕获结果计算载波多普勒,大幅压缩信号多普勒的搜索空间,提高大多普勒时分扩频信号的捕获效率,本发明实施例,能够对存在大多普勒频偏下的时分扩频信号进行快速捕获。
在一个实施例中,数字基带信号的数学模型为:
其中,为在导航接收设备接收到的数字基带信号,为载波的振幅,为卫星导航电文,为采样点,为信号传输延迟,为信号的载波多普勒,w
(k)为基带噪声,为导航信号中的扩频码,为时分脉冲信号,为虚数
单位符号,为射频载波初始相位。在本实施例中,信号捕获的过程可以描述为利用已知
的导航信号扩频码序列和时分脉冲序列,对接收到的序列过程中的和两个参数
进行估计。相比传统的对扩频信号的捕获而言,时分扩频信号增加了时分脉冲序列,因此在
捕获的过程中也需要利用时分脉冲序列实现信号的捕获。
在一个实施例中,遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果包括:对第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果;当前码相位在预先设置的第一码相位搜索范围内;遍历第一码相位搜索范围,得到第一码相位搜索范围内每一码相位对应的非相干累加结果,根据每一非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果;对第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果包括:对第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果为:
在本实施例中,在第一级搜索中,选取段时分信号进行捕获,段时分信号的持
续时间为,和由跳时脉冲图案确定,将段时分信号与进行短时
相关和后积累运算,得到对应的非相干累积结果,短时相关与脉冲宽度
保持一致,即,为信号采样率。当(为预先设置的判决门
限)时,码相位捕获成功,此时对应的本地扩频码相位即为捕获结果,否则继续搜索直至结
束或相关结果超过门限Th。
在一个实施例中,根据每一非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果的步骤,包括:当非相干累加结果大于判决门限时,码相位捕获成功,根据当前本地扩频码对应的码相位,得到捕获结果;当非相干累加结果小于或等于判决门限时,码相位捕获失败,在第一码相位搜索范围内向后滑动预先设置的伪码相位搜索间隔,计算滑动后的码相位对应的非相干累加结果,迭代上述过程,直至第一码相位搜索范围内每一码相位搜索完毕时,停止迭代,输出第一码相位搜索范围内的捕获结果;第一伪码相位捕获结果为:
其中,为第一伪码相位捕获结果,为码相位,为当取最大时对应的值,为码相位为对应的非相干累加结果,为
伪码相位搜索间隔,为伪码相位搜索单元数。在本实施例中,遍历所有伪码初相的可能,
并取所有搜索结果的最大值对应的相位,即可得到信号的伪码相位捕获结果。
在一个实施例中,第二伪码相位捕获结果为:
其中,为第二伪码相位捕获结果,为当取最大
时对应的值,为码相位为对应的非相干累加结果,为第一伪码相位捕获
结果,为第二码相位搜索范围,为伪码相位搜索间隔;根据预先估计的数字基带信号
对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围包括:根据预先估计的数字基带信号对应
的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围为:
在一个实施例中,根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒包括:根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒为:
在一个实施例中,方法还包括:根据时间间隔和伪码相位搜索间隔得到载波多普勒的估计精度为:
其中,为载波多普勒的估计精度,为伪码相位搜索间隔,为信号射频频
率与伪码速率的比值;调整时间间隔和伪码相位搜索间隔以调整载波多普勒的捕获精度。
在本实施例中,利用两次码相位捕获的差分结果实现了载波多普勒的估计,延长或者减
小均可以提高信号载波频率的捕获精度,当、码片、时,载
波频率的估计精度为620Hz。
在一个具体实施例中,本发明提供了一种大多普勒时分信号的两级捕获算法,具
体步骤如下表所示,首先,获取待捕获的数字基带信号,对数字基带信号进行采样,接着,对
第一采样信号进行第一级搜索,在第一码相位搜索范围内总搜索的码相位数量为个伪码
相位,判断时间搜索是否完成,若已完成,且已获取载波多普勒,则捕获成功,否则捕获失
败;若第一级搜索的时间搜索未完成,则向后滑动本地信号的伪码相位搜索间隔,将第一采
样信号与本地扩频码和跳时脉冲图案进行短时相关积累运算得到每一伪码相位对应的相
关值,将相关值与门限进行比较,若相关值比门限大,则记录此时的相位,否则,重新判断时
间搜索是否完成,根据捕获的最大相位输出第一伪码相位捕获结果,然后,等待时间后对
数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,在第一码相位搜索范围内根据预先估计的最
大多普勒计算第二码相位搜索范围,在第二码相位搜索范围内对第二采样信号进行第二级
搜索,得到第二伪码相位捕获结果,最后,根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获
结果计算得到载波多普勒,完成信号捕获。
表1大多普勒时分信号的两级捕获算法
在一个具体实施例中,如图3所示,提供了一种第一级搜索和第二级搜索的相关峰结果示意图,通过图3可知,第二级搜索的范围相较于第一级搜索范围大大减少,且通过两级码相位的捕获,可直接计算得到信号的多普勒频偏,不再需要对信号的多普勒进行搜索,这说明本发明方法可大大简化大多普勒频偏时分导航信号的捕获复杂度。
应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图4所示,提供了一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获装置,包括:信号获取模块402、第一级搜索模块404、搜索范围确定模块406、第二级搜索模块408和载波多普勒估计模块410,其中:
信号获取模块402,用于获取导航接收机接收的数字基带信号,对数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
第一级搜索模块404,用于遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
搜索范围确定模块406,用于在第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
第二级搜索模块408,用于遍历第二码相位搜索范围,对第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
载波多普勒估计模块410,用于根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒。
在其中一个实施例中,信号获取模块402还用于数字基带信号的数学模型为:
其中,为导航接收设备接收到的数字基带信号,为载波的振幅,为卫星导航电文,为采样点,为信号传输延迟,为信号的载波多普勒,w
(k)为基带噪声,为导航信号中的扩频码,为时分脉冲信号,为虚数
单位符号,为射频载波初始相位。
在其中一个实施例中,第一级搜索模块404还用于对第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果;当前码相位在预先设置的第一码相位搜索范围内;遍历第一码相位搜索范围,得到第一码相位搜索范围内每一码相位对应的非相干累加结果,根据每一非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果。
在其中一个实施例中,第一级搜索模块404还用于当非相干累加结果大于判决门限时,码相位捕获成功,根据当前本地扩频码对应的码相位,得到捕获结果;当非相干累加结果小于或等于判决门限时,码相位捕获失败,在第一码相位搜索范围内向后滑动预先设置的伪码相位搜索间隔,计算滑动后的码相位对应的非相干累加结果,迭代上述过程,直至第一码相位搜索范围内每一码相位搜索完毕时,停止迭代,输出第一码相位搜索范围内的捕获结果。
在其中一个实施例中,第一级搜索模块404还用于对第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果为:
在其中一个实施例中,搜索范围确定模块406还用于根据预先估计的数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围为:
在其中一个实施例中,载波多普勒估计模块410还用于根据第一伪码相位捕获结果和第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒为:
在其中一个实施例中,第二级搜索模块408还用于第二伪码相位捕获结果为:
在其中一个实施例中,第一级搜索模块404还用于第一伪码相位捕获结果为:
在其中一个实施例中,还用于根据时间间隔和伪码相位搜索间隔得到载波多普勒的估计精度为:
关于大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获装置的具体限定可以参见上文中对于大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法的限定,在此不再赘述。上述大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图5中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,该存储器存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种大多普勒下时分导航信号的两级快速信号捕获方法,其特征在于,所述方法包括:
获取导航接收机接收的数字基带信号,对所述数字基带信号进行采样,得到第一采样信号;所述数字基带信号包括大多普勒频偏的时分扩频信号;
遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果,根据所述伪码相位捕获结果的最大值,得到第一伪码相位捕获结果;
在所述第一采样信号的起始采样点,等待预先设置的时间间隔后,对所述数字基带信号进行采样,得到第二采样信号,根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围;
遍历所述第二码相位搜索范围,对所述第二采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到对应的第二伪码相位捕获结果;
根据所述第一伪码相位捕获结果和所述第二伪码相位捕获结果,得到载波多普勒;
所述根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围包括:
根据预先估计的所述数字基带信号对应的最大多普勒计算得到第二码相位搜索范围为:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述遍历预先设置的第一码相位搜索范围,对所述第一采样信号对应的时分脉冲序列进行码相位捕获,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果包括:
对所述第一采样信号的每一时分脉冲和当前码相位对应的本地扩频码进行相干积分后的多个相干积分结果进行非相干累加,得到当前码相位对应的非相干累加结果;所述当前码相位在预先设置的第一码相位搜索范围内;
遍历所述第一码相位搜索范围,得到第一码相位搜索范围内每一码相位对应的非相干累加结果,根据每一所述非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据每一所述非相干累加结果和判决门限的大小关系,得到第一码相位搜索范围内的伪码相位捕获结果的步骤,包括:
当所述非相干累加结果大于判决门限时,码相位捕获成功,根据当前本地扩频码对应的码相位,得到捕获结果;
当所述非相干累加结果小于或等于判决门限时,码相位捕获失败,在所述第一码相位搜索范围内向后滑动预先设置的伪码相位搜索间隔,计算滑动后的码相位对应的非相干累加结果,迭代上述过程,直至所述第一码相位搜索范围内每一码相位搜索完毕时,停止迭代,输出第一码相位搜索范围内的捕获结果。
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