CN100581068C - 一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法 - Google Patents

Abstract

本发明为了在捕获不同星座的卫星导航定位信号时，灵活适应码长的变化且不降低捕获速度以及能够减少硬件开销，公开了一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法，它集中了串行、并行搜索的优点，同时结合多重时分复用技术，不仅可以提高并行搜索中硬件的使用效率，而且可以减少串行搜索信号所需要的时间。

Description

一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法

技术领域

本发明涉及一种对伪码长度不同的多星座卫星信号的捕获方法。

背景技术

码分多址编码技术在扩频通信领域的使用，使得系统具有了良好的抗干扰性和截获性，在现代通信系统中得到了广泛的使用，如蜂窝移动通信系统，全球卫星定位系统(GPS)等。在直接序列扩频通信系统，特别是在已经广泛应用的GPS系统中，首要问题是必须能够捕获到卫星信号。关于伪随机噪声码序列的相关捕获方法目前有很多，例如串行搜索，并行搜索，频域搜索等。但是在全球卫星定位系统中，接收到的卫星信号是多颗卫星信号的混合信号，从码序列角度考虑的话，接收的码序列是多个伪码序列的叠加，而且不同卫星的伪码序列都携带有不同频率的数字载波，所以，在接收到这个混合信号后，逐一去搜索将是不切合实际的，也是毫无意义的。如果实行并行搜索，那么在码序列长度长的话(如伽俐略系统中信号码长最小为4092)，硬件的开销将是巨大的，对节约通信成本实际意义也不大。关于混合串并行相关捕获，目前也有提及。如2004年张欣编著的《扩频通信数字基带信号处理及其VLSI实现》(北京：科学出版社，2004)就提到一种非相干混合串并行捕获算法以及相应的VLSI(超大规模集成电路系统)。但由于卫星信号码很长、且长度不一，同时还带有不同的、未知频率的数字载波，因此这种算法的搜索效率显然不高。Cornell大学的Mark L.Psiaki在其2001年发表的文章″BlockAcquisition of Weak GPS Signals in a.Software Receiver″(Proceedings ofION GPS 2001，Salt Lake City，11-14 September 2001：2838-2850)中提出，使用数据块的方法来进行卫星信号的捕获。该方法需要的捕获时间也相当长，尤其是在信噪比小于34dB-Hz的情况下。Ward，P.W.在1996年发表的论文“GPSReceiver Search Techniques”(Proceedings of the IEEE 1996Position，Location，and Navigation Symposium，April 22-26，1996，Atlanta，GA：604-611)中也提出了几种搜索方法，虽各有优势，但共同的缺点是在码长较长、卫星数量较多时，捕获效果明显下降。2004年西安电子科技大学张颖光的博士学位论文《直接序列扩谱通信系统中伪随机序列捕获技术研究》中指出，使用空时相关器方法实现码捕获，使用自适应波束形成权值捕获。但该方法的前提是系统需为使用阵列天线的直接序列扩频系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要在不降低捕获速度的情况下，能够减少硬件开销，同时可以适应伪码长度比较长而且长度不同的多种情况，即在捕获不同星座的卫星信号时，可以灵活适应码长的变化。从而提出一种混合串并行相关捕获方法，它集中了串行、并行搜索的优点，同时结合多重时分复用技术，不仅可以提高并行搜索中硬件的使用效率，而且可以减少串行搜索信号所需要的时间。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法，其特征在于包括下列步骤：

(1)把经过采样后的长度为L的接收序列码分为W段，W为正整数，则所需要的相关器数量为B＝L/W；复现码序列也分为W段，同时参与并行相关运算的相位不确定区域中相位数量设为P；为了提高硬件的利用率，使2L/P为一个整数，这里码相位的搜索步长选取1/2码片，要把所有的相位都搜索完，B个相关器就必须复用2L/(P*W)次。

(2)根据上述步骤(1)的约定，第一个相位不确定区域中，所有不同相位序列的不同子序列与接收序列中相对应的子序列进行相关运算，得到的结果用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,j)}\\ r_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,j)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,j)}\\ y_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,j)}\end{array}\right)$

其中，x_j表示接收序列中第j段子序列，y_(i，j)表示本地复现第i个相位序列中第j段子序列，r_(i，j)表示接收序列中第j段子序列与本地复现第i个相位序列中第j段子序列的相关值，j∈{1，2，…，W}，其中部分相关值存储在存储器中，直到计算完全部序列为止；

(3)利用步骤(2)中的式子计算每一子序列的部分相关值，如第一子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,1)}\end{array}\right)$

结果存储在存储器中，用 $\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)$ 表示；然后计算第二子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,2)}\end{array}\right)$

将相关值与存储器中的预存储对应值叠加，得到：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)$

再接着计算第三子序列的相关值，直到所有的子序列都计算完为止。

(4)根据步骤(3)，第一个相位不确定区域中，所有不同相位的序列与接收序列相关运算的结果值用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_P\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(1,j)}\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(P,j)}\end{array}\right);$

(5)由步骤(4)的式子所得的相关值中，把最大的V个值对应的信号相位值索引送入验证过程，进行验证。其中，P＞＞V，V表示验证过程中能够验证信号的数量；

(6)取第二个相位不确定区域，回到步骤(2)继续在捕获过程执行下一次捕获，同时在验证过程进行验证，即开始验证保留下来的V个相位值所对应的信号，即由捕获过程和上一次验证过程保留下的共V个信号，在本步骤中，验证过程根据验证结果继续保留大于预先设定门限值η¹的K个信号，K＝1，2，...，V，而捕获过程保留所得相关值中最大的V-K个信号；

(7)重复执行上述步骤(2)～(6)，直到捕获到信号或者放弃捕获。

在步骤(1)～(7)中结合采用三重时分复用的方法。

上述方案中，所述的三重时分复用的方法包括：

第一重时分复用：设卫星伪码长度为N，码速率为f，则码周期为：秒，选择奈奎斯特采样定理所要求的采样速率Af，(A≥2)进行数字中频信号采样，对于码长为N的序列经过Af采样后就得到长度为A×N的序列，当选择寄存器的长度为B，B至少是N的因数，B也是并行捕获的长度，这里也把B称为码循环时分复用因子，共享该B个寄存器，则长度为A×N的序列应被分为 $M=\frac{A\×N}{B}$ 段，而且每完成一段需要的时间是

秒，这些寄存器一次对B个1/A码片执行相关运算，经过M次复用，就可对A×N个码执行完一次相关运算；

第二重时分复用：当接收机接收到的信号中包含C颗卫星的信号，那么把每个由B个1/A码片构成的时间片段再分为C段，这里C也称为通道多路时分复用因子，则每个时间片断变为

秒，即在每

秒内完成一颗卫星部分码相位的搜索，通过时分复用，可在

秒内完成C颗卫星部分码相位的搜索；

第三重时分复用：把

秒分为D个时间段，把每一个相位搜索所需要的时间限制在

秒内，D称为码延迟多路时分复用因子，则可使用时分复用，在

秒内搜索完D个不同的相位。

本发明的优点在于既能发挥并行搜索和串行搜索的优势，又能有效利用硬件设备，达到降低硬件开销的目的。利用一组并行相关器，通过软件控制就可以达到同时跟踪和捕获不同码长的多种卫星信号及信息的目的。

为了同时捕获多种码长的伪码，所需并行相关器的数量B应该是不同码码长公因子的倍数。在设计中，相关器的数量、对应搜索的卫星数量和同时搜索的码延迟数量是确定的，设计好后这些参数是固定不变的，因此系统中码发生器的时钟频率将根据信号的具体码长来确定，该过程可以通过相应的软件程序来进行设定。

本发明尤其适用于全球卫星导航定位系统中，对伪码码长不同的卫星信号的捕获。

附图说明

图1是本发明混合串并行相关捕获方法的步骤示意图。

图2是实施图1方法的三重时分复用说明图。

图3是在GPS接收机中实施图1方法的时分复用说明图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明方法的步骤图。一种捕获多星座卫星定位导航信号的混合串并行相关捕获方法，包括下述具体步骤：

(1)把经过采样后的长度为L的接收序列码分为W(W为正整数)段，则B＝L/W，B表示所需要的相关器数量；复现码序列也分为W段，同时参与并行相关运算的相位不确定区域中相位数量为P；为了提高硬件的利用率，要求2L/P是一个正整数(这里码相位的搜索步长选取1/2码片)。至此，时分复用技术已经有所体现。例如：相关器的数量一共B个，要把所有的相位都搜索完，B个相关器就必须复用2L/(P*W)次；

(2)根据上述约定，第一个相位不确定区域中，所有不同相位序列的不同子序列与接收序列中相对应的子序列进行相关运算，得到的结果可以用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,j)}\\ r_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,j)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,j)}\\ y_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,j)}\end{array}\right)$

其中，x_j表示接收序列中第j段子序列，y_(i，j)表示本地复现第i个相位序列中第j段子序列，r_(i，j)表表示接收序列中第j段子序列与本地复现第i个相位序列中第j段子序列的相关值，j∈{1，2，…，W}，其中部分相关值存储在存储器中，直到计算完全部序列为止；

(3)利用步骤(2)中的式子计算每一子序列的部分相关值，如第一子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,1)}\end{array}\right)$

结果存储在存储器中，用 $\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)$ 表示；然后计算第二子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ y_{(P,2)}\end{array}\right)$

将相关值与存储器中的预存储对应值叠加，得到：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)$

再接着计算第三子序列的相关值，直到所有的子序列都计算完为止；

(4)根据步骤(3)最后一个式子可以得到，第一个相位不确定区域中，所有不同相位的序列与接收序列相关运算的结果值可以用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ r_P\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(1,j)}\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(2,j)}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(P,j)}\end{array}\right);$

(5)由步骤(4)的式子所得的相关值中，把最大的V(P＞＞V)个值对应的信号相位值索引送入验证过程II，进行验证，V表示验证过程中能够验证信号的数量，这是可以根据情况软件设定的；

(6)取第二个相位不确定区域，回到步骤(2)继续在捕获过程执行下一次捕获，同时在验证过程进行验证，即开始验证保留下来的V个相位值所对应的信号(由捕获过程和上一次验证过程保留下的共V个信号)，在本步骤中，验证过程根据验证结果继续保留大于预先设定门限值η¹的K个信号(K＝1，2，...，V)，而捕获过程保留所得相关值中最大的V-K个信号；

(7)重复执行上述步骤(2)～(6)，直到捕获到信号或者放弃捕获。

如图1所示，实现上述方法需要使用一个并行的相关器组，一个存储器组和一个判断比较模块组，其中，并行相关器组用来实现对并行的多个码片执行相关运算；即每一个码片对应一个相关器，则每一部分可以使用一组并行的相关器来实现相关运算；下一部分的相关运算使用同样的硬件相关器组来实现，这样，各个部分的相关运算之间为一种串行的实现方式。存储器组，用来临时存储部分相关运算结果；判决比较模块组用来实现与门限值的比较，以确定接收序列中是否存在与本地复现码相同的卫星信号。

为了充分利用并行相关器，需要充分利用时分复用技术，而且不能牺牲并行搜索的优点。因此在步骤(1)～(7)阶段使用时分复用，以达到快速捕获的目的。

图2是实施图1方法的三重时分复用说明图。

假设卫星伪码长度为N(对于GPS，N＝1023，对于伽利略系统中E1频段的OS信号，N＝4192)，码速率为f(图中201所指的接收码序列的频率，在全球定位系统中f＝1.023MHz)，则码周期为：

为了不丢失信号中携带的有用信息，选择奈奎斯特采样定理所要求的采样速率Af，(A≥2)进行采样(这里是对数字中频信号进行采样，而不是对模拟信号或者高频信号进行采样，也是图中202所指经过采样后序列的频率)。对于码长为N的序列经过Af采样后就得到长度为A×N的序列，如果按照纯并行处理的话，那么将需要A×N个并行的寄存器。对于长度较长的序列，硬件的开销将是很大的。因此本发明引入第一重时分复用，即利用少数的寄存器实现对码序列中所有码的搜索。

第一重时分复用：假设选择寄存器的长度为B(要求B至少是N的因数，可以提高硬件使用率)，B也是并行捕获的长度，这里也把B称为码循环时分复用因子，那么如果共享这B个寄存器的话，长度为A×N的序列应该被分为 $M=\frac{A\×N}{B}$ 段，而且每完成一段需要的时间是

这样，这些寄存器一次可以对B个1/A码片执行相关运算。经过M次复用，就可以对A×N个码片执行完一次相关运算。

此外，考虑到接收机接收到的信号是包含多颗卫星(这里假设为C颗卫星)的混合信号，因此对于B个1/A码片的采样数据而言，其中包含了C颗卫星的部分伪码信息。利用这些信息，将接收到的B个1/A码片数据与C颗卫星的部分伪码进行相关运算。因此，这里再引入第二重时分复用，即在B个1/A码片的时间范围内，通过时分复用的方式与不同卫星的伪码进行相关。

第二重时分复用：假设接收机接收到的信号中包含C颗卫星的信号，那么把每个由B个1/A码片构成的时间片段再分为C(这里也可以小于C，必须保证是N的整数倍的因子)段，(这里也称C为通道多路时分复用因子)，则每个时间片断变为

也就是说，在每

内完成一颗卫星部分码相位的搜索，通过时分复用的方式，可以在

内完成C颗卫星部分码相位的搜索。

由于在每内只能搜索一颗卫星的部分相位，如果只搜索一个相位的话，则搜索速度比较慢，下面考虑第三重时分复用。

第三重时分复用：假设在每内能搜索D(要求D是N的某个因子的整数倍数)个不同的相位(这里也把D称为码延迟多路时分复用因子)，那么要提高搜索速度，就必须要求D个不同相位能够在内全部搜索完。因此，每一个相位搜索所需要的时间为

可以使用第三重时分复用，在

内搜索完D个不同的相位。例如捕获伽俐略系统E1频段开放信号，信号的码长4092，码步长选取0.5码片，则可以有8184种不同的相位，如果采用并行的22个寄存器，同时搜索12颗卫星信号，则对于一颗卫星信号的第一种相位序列需要复用372次才能搜索完成，如果能够通过复用在1/372*12＝1.8ms内搜索44种不同的相位，那么只需要搜索186次。即在这里选择D等于44，就可以在搜索12颗卫星信号时通过186*12＝2232次把12颗卫星信号的所有相位都搜索一遍。

运用以上多重时分复用方法可以大大减小硬件的规模。假设码速率是f，采样速率是A×f。第一重复用是并行复用，因此可以减小码发生器的时钟频率，即频率变为

由于第二重复用为串行时分复用，则码发生器的时钟频率将会增加C倍，因此在第二重复用过程中码发生器需要的时钟频率已增至

第三重复用与第二重复用类似，也是串行时分复用，于是第三重复用会使得码发生器的时钟频率增至这样经过三重复用，码发生器的实际时钟频率就比初始的码速率扩大了

倍。通过上述过程也可以看出，捕获速度提高了，硬件的开销减小了(只需要并行的B个寄存器，另外还需要长度为B的、作为缓冲的并行寄存器组。另外，硬件的开销与B的大小有关)，但是相应的系统中码发生器的时钟频率提高了。

图3是在GPS接收机中具体实施本发明方法的时分复用说明图。

为了捕获码长为1023的GPS信号，其中选取并行相关器的数量B为22，捕获的卫星数量C取12，捕获的相位延迟数量D选取44。则根据上述描述可以得到如图3中描述的所有数据信息。

当然在捕获码长为1023的GPS信号和码长为4092的伽利略开放信号时，码发生器的频率是码速率1.023MHz的24倍，而在捕获伽利略信号时，码发生器的频率是码速率1.023MHz的48倍。

Claims (1)

1.一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)把经过采样后的长度为L的接收序列分为W段，W为正整数，则所需要的寄存器数量为B＝L/W；复现序列也分为W段，同时参与并行相关运算的相位不确定区域中相位数量设为P；并使2L/P为一个整数，码相位的搜索步长选取1/2码片，当把所有的相位都搜索完，B个寄存器就必须复用2L/(P*W)次；

(2)根据上述步骤(1)对接收序列的分段，第一个相位不确定区域中，所有复现序列中每段子序列的不同相位序列与接收序列中相对应段的子序列进行相关运算，得到的结果用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,j)}\\ r_{(2,j)}\\ .\\ .\\ .\\ r_{(P,j)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,j)}\\ y_{(2,j)}\\ .\\ .\\ .\\ y_{(P,j)}\end{array}\right)$

其中，x_j表示接收序列中第j段子序列，y_(i，j)表示本地复现第i个相位序列中第j段子序列，r_(i，j)表示接收序列中第j段子序列与本地复现第i个相位序列中第j段子序列的相关值，j∈{1，2，…，W}，其中部分相关值存储在存储器中，直到计算完全部序列为止；

其中，利用步骤(2)中的式子计算每一子序列的部分相关值，如第一子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)=x_1\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ y_{(P,1)}\end{array}\right)$

结果存储在存储器中，用 $\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)$ 表示；然后计算第二子序列的相关值为：

$\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)=x_2\left(\begin{array}{c}{y}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ y_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ y_{(P,2)}\end{array}\right)$

将相关值与存储器中的预存储对应值叠加，得到：

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)$

再接着计算第三子序列的相关值，直到所有的子序列都计算完为止；

(3)根据步骤(2)，第一个相位不确定区域中，所有复现序列中每段子序列的不同相位序列与接收序列对应段子序列相关运算的结果值用下式表示：

$\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ .\\ .\\ .\\ r_P\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{W}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(1,j)}\\ \underset{j=1}{\overset{W}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(2,j)}\\ .\\ .\\ .\\ \underset{j=1}{\overset{W}{\mathrm{\Σ}}}{x}_j{y}_{(P,j)}\end{array}\right);$

(4)由步骤(3)的式子所得的相关值中，把最大的V个值对应的信号相位值索引送入验证过程，进行验证，其中，P＞＞V，V表示验证过程中能够验证信号的数量；

(5)取第二个相位不确定区域，回到步骤(2)～(3)的捕获过程执行下一次捕获，同时在步骤(4)验证过程进行验证，即开始验证保留下来的V个相位值所对应的信号，即由这一次捕获过程和上一次验证过程保留下的共V个信号，在本步骤中，验证过程根据验证结果继续保留大于预先设定门限值η¹的K个信号，K＝1，2，...，V，而以后的捕获过程保留所得相关值中最大的V-K个信号；

(6)重复执行上述步骤(2)～(5)，直到捕获到信号或者放弃捕获；

在步骤(1)～(6)中结合采用下述三重时分复用的方法：

第一重时分复用：设卫星伪码长度为N，码速率为f，则码周期为：

秒，选择奈奎斯特采样定理所要求的采样速率Af，其中A≥2，进行数字中频信号采样，对于码长为N的序列经过Af采样后就得到长度为L＝A×N的序列，当选择寄存器的长度为B，B至少是N的因数，B也是并行捕获的长度，这里也把B称为码循环时分复用因子，共享该B个寄存器，则长度为A×N的序列应被分为 $W=\frac{A\×N}{B}$ 段，而且每完成一段需要的时间是

秒，这些寄存器一次对B个1/A码片执行相关运算，经过W次复用，就可对A×N个码执行完一次相关运算；

第二重时分复用：当接收机接收到的信号中包含C颗卫星的信号，那么把每个由B个1/A码片构成的时间片段再分为C段，这里C也称为通道多路时分复用因子，则每个时间片断变为

秒，即在每秒内完成一颗卫星部分码相位的搜索，通过时分复用，可在

秒内完成C颗卫星部分码相位的搜索；

第三重时分复用：把

秒分为P个时间段，把每一个相位搜索所需要的时间限制在

秒内，P称为码延迟多路时分复用因子，则可使用时分复用，在

秒内搜索完P个不同的相位。

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