一种高灵敏度卫星导航信号捕获方法及系统

摘要

本发明公开了一种高灵敏度卫星导航信号捕获方法及系统，其中该系统包括：实现卫星数字中频信号数字下变频操作的数字下变频模块；平均采样卫星数据及完成块累加功能的平均采样及块累加模块；实现码相位频域搜索的FFT模块；利用多普勒圆周移位搜索进行频率补偿的圆周移位模块；存储本地PRN码FFT共轭结果的本地PRN码FFT共轭存储器；实现信号解扩的复数乘法器模块；计算不同码相位相关结果的IFFT模块；对解扩后的卫星信号进行差分相关能量累加的差分相干积分模块；实现信号捕获输出的峰值检测模块；对系统各模块时序进行控制的时序控制模块。本发明提高了卫星导航接收机捕获弱信号的速度和灵敏度，且各参数可以灵活配置。

主权项

一种高灵敏度卫星导航信号捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据当前捕获状态，请求输入对应不同时间长度和起始点的卫星数字中频信号；（2）对输入的信号进行数字下变频、平均采样和FFT操作，获得零中频、低采样率的卫星频域信号；平均采样时还进行了块叠加，具体是：将输入的L毫秒长的数据分成L个1ms的数据块并按照周期段对应叠加；（3）进入频率搜索状态，对于输入的第1起始点部分数据段进行频域相关运算、差分相干积分和峰值检测，并通过圆周移位搜索进行频率补偿，检测并记录最大峰值和对应的圆周移位点数n，并调整本地载波频率为考虑多普勒频移的频率；采用了圆周移位搜索进行频率补偿，通过读取首个数据的地址不同实现圆周移位搜索，读写地址产生规则如下：n∈[‑10,10]，当n>0时，读写FFT实部存储器和FFT虚部存储器的数据的起始地址start_address=2N‑n+1，当n<0时，起始地址start_address=‑n；（4）进入起始点搜索状态，对于除第1起始点外的其他起始点部分数据段进行频域相关运算、差分相干积分和峰值检测，检测并记录所有起始点数据组得到的峰值，最大峰值对应着最佳起始点序号k；（5）进入正常捕获状态，输入第k起始点的全部数据段进行频域相关运算、差分相干积分和峰值检测，得到的峰值与检测门限比较，如果大于检测门限，说明捕获成功，输出最大峰值及其对应的码相位和载波频率；否则捕获失败。