一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻gps信號(hào)捕獲方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法，首先實(shí)現(xiàn)對(duì)L1信號(hào)的捕獲；根據(jù)獲得的L1信號(hào)的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位獲得用于L2C信號(hào)捕獲的輔助信息；然后針對(duì)L2C信號(hào)進(jìn)行分段，在各個(gè)分段的基礎(chǔ)上，采用分裂基傅里葉變換的方式，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)雙頻GPS信號(hào)捕獲；在很大程度上減少了捕獲過(guò)程中的計(jì)算量和存儲(chǔ)空間，提高了計(jì)算速度，為L(zhǎng)1/L2C雙頻GPS信號(hào)接收機(jī)在嵌入式系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)奠定了理論基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著時(shí)代的發(fā)展和民用用戶(hù)對(duì)定位精度的要求不斷提高，LI單頻GPS系統(tǒng)已經(jīng)顯示出一定的局限性。GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))現(xiàn)代化計(jì)劃在L2波段增加了民用L2C信號(hào)，雙頻信號(hào)能夠校正電離層延遲誤差從而可以獲得更加精確的定位結(jié)算結(jié)果，提高了定位精度。而且，L2C信號(hào)采用了特殊的民用中等長(zhǎng)度碼(CM)和民用長(zhǎng)碼(CL)時(shí)分復(fù)用的方式，具有更低的載波跟蹤門(mén)限和數(shù)據(jù)解調(diào)門(mén)限，具有更有的相關(guān)性能，更適合在室內(nèi)、叢林等信號(hào)較弱的場(chǎng)合應(yīng)用。
[0003]由于L2C信號(hào)中CM和CL碼的長(zhǎng)度是C/A碼的10倍和750倍，如果仍然依照原有的C/A碼捕獲的算法，將導(dǎo)致計(jì)算量明顯增多，所需要的存儲(chǔ)空間大大增加，現(xiàn)有硬件條件將無(wú)法滿足捕獲計(jì)算的要求。因此如何在資源有限的情況下提高L2C信號(hào)的捕獲速度成為問(wèn)題的關(guān)鍵。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于分段分裂基傅里葉變換，能夠有效提高雙頻GPS信號(hào)捕獲效率的基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法。
[0005]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)·捕獲方法，包括如下步驟:
[0006]步驟001.捕獲GPS數(shù)字中頻信號(hào)中LI信號(hào)的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位nc/A ；
[0007]步驟002.根據(jù)LI信號(hào)的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位ne/A，獲取GPS數(shù)字中頻信號(hào)中L2C信號(hào)的載波多普勒頻移fdr2、以及L2C信號(hào)中CM碼的初始相位預(yù)估集合A，生成本地歸零CM碼信號(hào)；根據(jù)
ω d(L2C/Ll)_2 ^ fdr2 獲得L2C信號(hào)的多普勒角頻移
ω d(L2C/
LI)；
[0008]步驟003.針對(duì)GPS數(shù)字中頻信號(hào)和本地歸零CM碼信號(hào)的第m個(gè)相干積分塊，分別進(jìn)行相同的分段，并分別針對(duì)該兩種信號(hào)的各分段信號(hào)進(jìn)行分裂基傅里葉變換；分別針對(duì)經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換的各段本地歸零CM碼信號(hào)，取其共軛值；
[0009]步驟004.針對(duì)步驟003中，經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換的各段GPS數(shù)字中頻信號(hào)和經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換、并取共軛值的各段本地歸零CM碼信號(hào)，按序列進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘；并對(duì)按序列進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的結(jié)果做分裂基逆傅里葉變換，獲得各段GPS數(shù)字中頻信號(hào)與各段本地歸零CM碼信號(hào)之間按序列一一對(duì)應(yīng)的CM碼的相關(guān)積分AZa^1), I = O, 1-0- -1),1'表示針對(duì)GPS數(shù)字中頻信號(hào)和本地歸零CM碼信號(hào)的第m個(gè)相干積分塊進(jìn)行分段的段數(shù)；[0010]步驟005.針對(duì)各個(gè)CM碼的相關(guān)積分AZqi0iu)進(jìn)行移位相加，獲得第m個(gè)相干積分塊中CM碼的相關(guān)積分〖_ ;并對(duì)2_取絕對(duì)值獲得CM碼的捕獲判決函數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟001.捕獲GPS數(shù)字中頻信號(hào)中LI信號(hào)的載波多普勒頻移fdri和C/A碼的初始相位 nc/A ; 步驟002.根據(jù)LI信號(hào)的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位ne/A，獲取GPS數(shù)字中頻信號(hào)中L2C信號(hào)的載波多普勒頻移f&2、以及L2C信號(hào)中CM碼的初始相位預(yù)估集合A，生成本地歸零CM碼信號(hào)；根據(jù)
ω d(L2C/Ll)_2 71 fdr2
獲得L2C信號(hào)的多普勒角頻移ω d(L2C/Ll); 步驟003.針對(duì)GPS數(shù)字中頻信號(hào)和本地歸零CM碼信號(hào)的第m個(gè)相干積分塊，分別進(jìn)行相同的分段，并分別針對(duì)該兩種信號(hào)的各分段信號(hào)進(jìn)行分裂基傅里葉變換；分別針對(duì)經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換的各段本地歸零CM碼信號(hào)，取其共軛值； 步驟004.針對(duì)步驟003中，經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換的各段GPS數(shù)字中頻信號(hào)和經(jīng)過(guò)分裂基傅里葉變換、并取共軛值的各段本地歸零CM碼信號(hào)，按序列進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘；并對(duì)按序列進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)相乘的結(jié)果做分裂基逆傅里葉變換，獲得各段GPS數(shù)字中頻信號(hào)與各段本地歸零CM碼信號(hào)之間按序列一一對(duì)應(yīng)的CM碼的相關(guān)積分= O, I...0- -1),1'表示針對(duì)GPS數(shù)字中頻信號(hào)和本地歸零CM碼信號(hào)的第m個(gè)相干積分塊進(jìn)行分段的段數(shù)； 步驟005.針對(duì)各個(gè)CM碼的相關(guān)積分AZqi0iu)進(jìn)行移位相加，獲得第m個(gè)相干積分塊中CM碼的相關(guān)積分2_ ;并對(duì)Zqiw取絕對(duì)值獲得CM碼的捕獲判決函數(shù)Pd，％(￡2tYiJ; 步驟006.根據(jù)CM碼的捕獲判決函數(shù)Z5m(ts,cail{L2c/Ll})、CM碼的初始相位預(yù)估集合A、以及預(yù)設(shè)的檢測(cè)門(mén)限H，獲取CM碼的初始相 步驟007.根據(jù)CM碼的初始相位^、CM碼和CL碼的相位關(guān)系，獲得CL碼的初始相位預(yù)估集合B，生成本地歸零CL碼信號(hào)，并按照步驟004至步驟006的方式獲取CL碼的初始相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法，其特征在于:所述步驟001中，采用并行碼相位搜索捕獲算法捕獲GPS數(shù)字中頻信號(hào)中LI信號(hào)的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位nc/A。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法，其特征在于:所述步驟001中，若采用并行碼相位搜索捕獲算法捕獲GPS數(shù)字中頻信號(hào)中LI信號(hào)的載波多普勒頻移和C/A碼的初始相位r^A失敗，則采用差分相干積分捕獲算法進(jìn)行獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于分段分裂基傅里葉變換的雙頻GPS信號(hào)捕獲方法，其特征在于:所述步驟002中，根據(jù)LI信號(hào)的載波多普勒頻移和如下公式(I)，獲取GPS數(shù)字中頻信號(hào)中L2C信號(hào)的載波多普勒頻移ft2，
【文檔編號(hào)】G01S19/24GK103675850SQ201310700232
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】曾慶喜, 唐琳琳, 楊英杰, 黃玉劃, 陸新芳, 陳小惠 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué), 江蘇新安電器有限公司, 東北電力大學(xué)