基于相关函数分离重构的BOC(m,n)信号的捕获方法

摘要

本发明提出基于相关函数分离重构的BOC(m,n)信号的捕获方法，包括：将中频输入信号进行主载波剥离；本地产生两路副载波，一路为完整的副载波SC_all(τ)，另一路经过截取的副载波SC_F(τ)，此两路副载波分别调制伪码生成本地BOC信号；将剥离主载波后的输入信号进行FFT变换等步骤。本发明适用于BOCs(m,n)类信号(k为偶数阶)、BOCs(m,n)类信号(k为奇数阶)、BOCc(m,n)类信号(k为偶数阶)的无模糊度捕获,能完全消除BOC信号的旁峰，避免了BOC信号多峰性在捕获中引起的误捕和漏捕问题。保留了BOC信号窄相关峰特性，最终检测峰的宽度为1/k个码片，能够满足BOC信号高精度捕获要求。

主权项

基于相关函数分离重构的BOC(m，n)信号的捕获方法，m为副载波频率与基准频率的比值，n为码频率与基准频率的比值；调制阶数为k＝2m/n；τ为码相位，其步骤：步骤一：将接收到的中频输入信号X_IF(τ)进行主载波剥离得到同相I、正交Q两路，每路共分为M段，每段为整数个伪码周期，其中M＞2；步骤二：本地产生两路副载波信号，分别记为SC_all(τ)、SC_F(τ)，对于输入信号为BOCs(m，n)信号，每个扩频码片内存在k个矩形脉冲，脉冲宽度为半个副载波周期T_SC，在一个扩频码片内，如果选择第1个矩形脉冲为基准的话，那么接下来的第2～k个脉冲可以看作第1个脉冲的周期延拓且符号相同或者取反，SC_F(τ)即为截取每一个伪码码片内第一个矩形脉冲组成的副载波；而对于输入信号为BOCc(m，n)信号，每个扩频码片内存在2k个矩形脉冲，矩形脉冲宽度为T_SC/2，SC_F(τ)即为截取每一个伪码码片内第一个矩形脉冲组成副载波，本地伪随机码local_PRN(τ)经副载波SC_F(τ)调制生成一路本地BOC信号，记为local_BOC_F(τ)，本地伪随机码local_PRN(τ)经副载波SC_all(τ)调制生成另一路本地BOC信号，记为local_BOC_all(τ)，将本地BOC信号local_BOC_F(τ)、local_BOC_all(τ)进行FFT运算分别得到FFT_local_BOC_F、FFT_local_BOC_all信号；步骤三：将经过主载波剥离的第i段输入信号记为R_BOC_i(τ)(i＝1，2，3...M)，进行FFT运算生成FFT_R_BOC_i(k＝1，2，3...M)信号；步骤四：步骤三中生成的FFT_R_BOC_i和步骤二中生成的FFT_local_BOC_F取共轭相乘，并进行IFFT运算可得到信号R_BOC_i(τ)与local_BOC_F(τ)的相关函数，记为R_{F_x}(τ)，同理FFT_R_BOC_i与FFT_local_BOC_all取共轭相乘，并进行IFFT运算可得到R_BOC_i(τ)与local_BOC_all(τ)信号的相关函数，记为R_{all_x}(τ)，符号x表示为I或Q；步骤五：对于BOCs(m，n)类信号的捕获，将步骤四中得到的R_{F_x}(τ)延迟时间T＝(k‑1)T_sc(T_sc：半个副载波周期)，并乘以(‑1)^k‑1，得到的相关值R_{L_x}(τ)；对于BOCc(m，n)类信号的捕获，将步骤四中得到的R_{F_x}(τ)延迟时间调整为T＝(k‑0.5)T_sc(T_SC：半个副载波周期)，符号调整为(‑1)^k，得到的相关值R_{L_x}(τ)；步骤六：将步骤四得到的相关值R_{F_x}(τ)与步骤五得到的相关值R_{L_x}(τ)取模后相加得到R1_x(τ)＝|R_{F_x}(τ)|+|R_{L_x}(τ)|，将R_{F_x}(τ)与R_{L_x}(τ)相减后取模得到R2_x(τ)＝|R_{F_x}(τ)‑R_{L_x}(τ)|，将得到的相关值R1_x(τ)减去R2_x(τ)可得到一个峰值较低的单峰R_{comb_x}(τ)，符号x表示为I或Q；步骤七：将步骤六中重构的峰值较低的单相关峰R_{comb_x}(τ)与步骤四中产生的BOC自相关函数R_{all_x}(τ)取模后相乘即可得到第i段数据的积分输出值Y_x(τ)＝R_{comb_x}(τ)*|R_{all_x}(τ)|，符号x表示为I或Q，对于总共M段数据的积分输出值进行累加可得到I、Q路输出值，两路相加后取模平方得到检测量$Z\left(\tau \right)=|{\Sigma }_{i=1}^M{Y}_I\left(\tau \right)+$${\Sigma }_{i=1}^M{Y}_Q\left(\tau \right){|}^2;$步骤八：将检测值Z(t)与判决器中设定的检测门限值比较大小，若检测值超过检测门限值，则认为信号被准确捕获，得出定位所需要的卫星信号是否存在于接收中频输入信号中的结论；步骤九：当发现存在定位所需的卫星信号，通过GNSS接收机继续正常接收卫星信号，得到导航电文，实现定位；如果没有发现所需要的卫星信号，则进行更换卫星重复步骤一至步骤八。