北斗接收机多卫星信号联合捕获方法

摘要

本发明提出了北斗接收机多卫星信号联合捕获方法，所述方法将北斗接收机中输入的B1频点中频信号及其延迟信号进行相乘运算，再与多卫星奇偶两路延迟组合测距伪码序列进行相关运算及相关峰值检测，最后利用单颗可见星对应码相位及载波频率判别方法，获得多星搜索结果中单颗可见星码相位及载波频率值，为北斗接收机的信号跟踪模块提供初始参数。所述方法提供了对多颗卫星信号进行并行搜索与捕获的功能；输入信号及延迟信号长度选择可以不再受导航电文数据比特跳变的影响；提高了接收机对卫星信号的捕获处理效率。

主权项

1.北斗接收机多卫星信号联合捕获方法，其特征在于：通过将北斗接收机中输入的B1频点中频信号及其延迟信号进行相乘运算；再与多卫星奇偶两路延迟组合测距伪码序列进行相关运算及相关峰值检测，实现北斗接收机对多颗卫星的并行搜索；最后利用单颗可见星对应码相位及载波频率判别方法，获得多星搜索结果中的单颗可见星码相位及载波频率值，为北斗接收机的信号跟踪模块提供初始参数；该方法的具体步骤如下：(1)北斗接收机将天线接收到的B1频点北斗卫星信号经射频前端处理后变成数字中频信号，为接收机捕获提供输入信号来源；(2)利用北斗B1频点测距码发生器分别生成1～37颗卫星对应的单周期复制测距伪码序列，称该伪码序列为复制伪码，通过极性转换将复制伪码由单极性码变为双极性码，将转换后的37个复制伪码序列进行本地存储，以便信号捕获处理时直接读取使用；(3)开始信号捕获操作，根据采样频率确定单个码周期1ms时间内的采样点数，分别取整倍码周期时间长度的输入信号S₁及延迟信号S₂，延迟时间长度L或采样点数m利用采样频率及中频频率计算获得，将等序列的输入信号与延迟信号进行相乘，获得混频信号S_mix；(4)读取存储的1～37号卫星复制伪码序列，分别将37个复制伪码序列按奇偶位分为两路并行复制伪码，然后根据采样频率对并行复制伪码进行码片扩展，每颗卫星均得到奇偶两路扩展并行复制伪码序列C_A和C_B；(5)将连续2～4颗卫星的扩展并行复制伪码序列和分别进行相加组合，生成奇偶两路新组合测距码C_Acom和C_Bcom，将两路新组合测距码分别进行与输入信号同延迟时间长度L或采样点数m的延迟变换，再对新组合测距码及其延迟组合测距码进行相乘运算，获得与混频信号中相似的奇偶两路延迟组合测距码C_{A_dcom}和C_{B_dcom}；和为利用北斗B1频点测距码发生器生成的第j颗卫星的奇偶两路扩展并行复制伪码，j为正整数；(6)将步骤3中获得的混频信号S_mix与步骤（5）中获得的延迟组合测距码C_{A_dcom}和C_{B_dcom}分别进行相关运算，通过将两种信号的时域相关运算转换到频域下的相乘运算来完成相关运算处理，具体方法为利用快速傅里叶变换FFT分别对混频信号及延迟组合测距码进行频域信号转换，再将频域下的延迟组合测距码复数进行共轭转换，然后将频域下的混频信号与共轭转换后的延迟组合测距码相乘，完成两者的相关运算，最后利用反傅里叶变换IFFT方法将频域相关结果转为时域相关结果；(7)分别对步骤（5）中生成的奇偶两路延迟组合测距码进行步骤（6）处理，然后再对奇偶两路的时域相关结果进行峰值检测，如检测到相关峰值，则对两路结果对应峰值的判定参数进行计算，若判定参数均大于设定门限值，则进一步利用两路结果的峰值位置进行验证，若峰值位置差异不超过5个采样点，则可判定捕获到可见星，而相关峰值数目对应可见星数，记录峰值处对应的横轴位置即为可见星的码相位值；(8)如果本次多星联合捕获结果中检测到可见星，则需确定单颗可见星对应码相位及载波频率值，具体判别方法是：读取指定长度的输入信号S₃，利用组合测距码中使用过的卫星号生成与输入信号S₃同长度的单颗卫星测距伪码奇路序列，利用记录的码相位值调整该星测距伪码相位，并与输入信号S₃相乘进行伪码解扩，对解扩后的信号进行FFT操作，采用与步骤7同样的方法，计算峰值判定参数结果，如大于设定载波峰值阈值，则判别该颗星可见，并获得对应的码相位及载波频率值，如小于设定阈值，则利用记录的其他码相位及组合卫星号重复以上处理过程；依次确定记录码相位值对应的可见星号后，继续对下一组多星组合测距码进行判别。