CN101881818A - 对微弱信号进行快速检测的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对微弱信号进行快速检测的装置及方法。该装置包括：并行搜索引擎用于并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线配置给检测相关器；检测相关器用于对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器；跟踪相关器用于动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位；内部总线用于统一调度各部分的数据搬运工作。利用本发明，实现了对GNSS信号的快速检测。

Description

对微弱信号进行快速检测的装置及方法

技术领域

本发明涉及全球卫星定位系统接收机的信号检测技术领域，尤其涉及一种对微弱信号进行快速检测的装置及方法。

背景技术

全球卫星定位与导航系统，例如全球定位系统(GPS)的标准定位服务(SPS)对全世界的所有用户都提供免费使用，目前已得到了广泛的应用。美国联邦通信委员会(FCC)颁发的E911规范要求：无论任何时间、任何地点都能够通过手机信息追踪到用户的位置，为一切“911”呼叫紧急服务提供位置信息。欧洲也推行了类似的E112紧急业务。我国也在制订卫星导航接收机的标准，以便为用户提供质量更好的定位服务。GPS已经广泛应用于车载导航，便携式导航仪，无线通信设备中，各大移动通信服务商也在积极开发基于定位服务(LBS)的应用，为用户提供有效、可靠的基于定位功能的多种服务。这要求各种通信导航设备中的GPS接收机在各种环境下，要快速搜索并检测到GPS信号，并能够给出实时的定位信息。但是，GPS信号功率水平远低于噪声功率，尤其在都市和室内等信道衰落严重的环境中，这给GPS的应用带来了巨大的限制。

GPS卫星信号捕获实际上是一个二维搜索和检测过程，要求粗略估计卫星信号的码相位和多普勒频率。码相位和多普勒频率的不确定范围定义的二维搜索空间包含了几万甚至几十万个信号搜索单元，一个信号搜索单元由一个码单元与一个多普勒单元构成。卫星信号捕获技术属于信号检测领域，导航信号解调的本质是一个联合的检测与估计的问题，参数估计是信号检测的基础，信号检测又是参数估计的前提，两者在全球导航卫星系统(GNSS)接收机实现中不可分割。

在弱信号和强干扰的环境下，对每个搜索单元的检测时间将会更长，为了实现对导航信号的快速捕获，不论是商用还是军用，都需要大规模并行架构的接收机。这种大规模并行架构可以在捕获引擎的单个驻留时间内搜索大量的码相位/多普勒不确定区域。专利US7127351提出了一种串并混合的捕获方法，该方法的一个实施例采用了512个相关器和64点FFT，可以并行搜索3万多个单元。搜索性能得到了明显的提高，但成本高，串行检测通道数目没有优化。还有很多专利都只是提到如何提高搜索并行度，没有充分考虑到搜索过程与检测过程的并行。

目前，商用接收机信号捕获过程基本上包括两个步骤。第一步，将搜索结果中最大的检测信号与阈值比较。第二步，如果最大的检测信号超过阈值，执行检测算法对该信号进行多次再确认。这种接收机的缺点之一就是对检测阈值很敏感。阈值太高，漏检概率增大；阈值太低，虚警概率增大。虚警概率增大就会使搜索速度下降。缺点二是每次只从大量的检测结果中输出一个最大的检测信号，这就对信噪比要求很高，在弱信号环境下，只能通过增加积分时间来提高信噪比，这样也增加了TTFF。

由此可见，目前流行的并行捕获方法由于要同等对待并行架构中全部搜索结果，就很难实现串行检测的优点。同时，为了提高并行度，缩短捕获时间，缩短首次定位时间，从而为灵敏度的提高赢得时间，就需要利用多通道串行检测相关器的优势。

术语“驻留时间”是指捕获过程中的相干积分时间和非相干积分次数。类似的，术语“多驻留时间”是指检测过程中为了达到误比特率的指标，以GPS系统为例，要求解调时的误比特率达到1×10-7，单个驻留时间内无法达到这个指标，而多次驻留检测以达到这个指标要求的时间。术语“串行检测”是用于描述进行多驻留时间的检测的方法。术语“多通道串行检测”是用于描述一次并行检测完搜索引擎得到的若干个峰值信号的方法。

通常GPS基带芯片在没有任何先验信息的前提下需要冷启动，这个过程需要很长的时间，一般到50s以上。同时在微弱信号环境下，强信号在一定的时间内对弱信号存在干扰，这是由扩频码本身的互相关特性引起的。采用大规模并行捕获引擎一次搜索若干个待检测值的方法来进行真信号的确认。可以有效排除强信号的干扰，同时提高接收机的检测灵敏度。

因此，如何有效利用并行搜索引擎的优势和多通道串行检测相关器的优势来有效排除强信号的干扰，同时提高接收机的检测灵敏度和检测速度是导航基带处理的一个重要研究方向。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种对微弱信号进行快速检测的装置及方法，以利用并行搜索引擎和多通道串行检测相关器的优势来快速检测微弱信号，实现对GNSS信号的快速检测。

(二)技术方案

为了达到上述目的的一个方面，本发明提供了一种对微弱信号进行快速检测的装置，该装置至少由并行搜索引擎105、检测相关器106、跟踪相关器107、内部总线108和嵌入式微处理器109构成，其中，

并行搜索引擎105，用于并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108配置给检测相关器106；

检测相关器106，用于对来自并行捕获引擎105的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器107；

跟踪相关器107，用于动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位；

内部总线108，用于统一调度并行搜索引擎105、检测相关器106、跟踪相关器107和嵌入式微处理器109的数据搬运工作；

嵌入式微处理器109，用于辅助跟踪相关器107实现动态跟踪，将来自跟踪相关器107的测量结果通过内部总线108读入后进行最终导航解算，并控制和协调并行搜索引擎105、检测相关器106、跟踪相关器107之间的状态转换。

上述方案中，所述检测相关器106对来自并行捕获引擎105的搜索结果进行并行检测，是检测相关器106将并行搜索引擎105输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的自适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败。

上述方案中，所述检测相关器106对来自并行捕获引擎105的搜索结果进行并行检测，如果检测失败，则在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108转到并行搜索引擎105，开始下一轮检测过程。

上述方案中，所述跟踪相关器107的同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步。

上述方案中，该装置进一步包括存储设备110，用于存储软硬件交互过程中的待传递数据、中间数据及软件固件，供嵌入式处理器109使用。

为了达到上述目的的另一个方面，本发明提供了一种对微弱信号进行快速检测的方法，该方法包括：

并行搜索引擎并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线配置给检测相关器；

检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器；

跟踪相关器动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位。

上述方案中，该方法在并行搜索引擎并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数之前进一步包括嵌入式微处理器对检测相关器进行参数设置，具体包括：嵌入式微处理器在初始化检测相关器的检测通道时将积分时间、载波NCO的累加位宽、控制字步长、码NCO的累加位宽和控制字步长配置到检测相关器空闲的检测通道中。

上述方案中，该方法在检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测之前进一步包括：检测相关器在检测通道将载波多普勒点和PN码相位参数中的中频数字信号转化为基带信号，并进行相关滤波。

上述方案中，所述检测相关器在检测通道将载波多普勒点和PN码相位参数中的中频数字信号转化为基带信号，具体包括：检测相关器将输入检测通道的GNSS低中频信号通过与本地载波NCO混频转换为基带信号。

上述方案中，所述本地载波NCO的频率包括三部分频率，即标准低中频、本地时钟频率漂移产生的多普勒频率、卫星与接收机的相对运动产生的多普勒频率；由于本地载波中的本地参考时钟的频率漂移和相对运动产生的多普勒频率的影响，混频后输出的基带信号中携带有多组不同的多普勒频率估计偏差值和本地参考时钟漂移的估计误差信息。

上述方案中，所述检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，具体包括：检测相关器将并行搜索引擎输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的自适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败。

上述方案中，所述检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测失败，则在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线转到并行搜索引擎，开始下一轮检测过程。

上述方案中，所述跟踪相关器动态跟踪卫星，并与之同步的步骤中，同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种对微弱信号进行快速检测的装置及方法，针对GNSS信号的微弱特性，优化的多驻留检测器的平均驻留速度比常规的多驻留检测器的平均驻留速度快，达到与单驻留检测器相当的驻留速度，同时也满足系统误码率的要求。

2、本发明提供的这种对微弱信号进行快速检测的装置及方法，通过在多通道检测相关器中一次并行检测若干个待检测单元，对检测单元对应的信息的做出快速反应，如果检测成功，进入跟踪通道，并用检测成功的检测单元对应的信息配置跟踪通道的相关参数，如果检测失败，进入搜索状态，由于搜索过程、检测过程与跟踪过程完全独立，在软件的控制下并行工作，提高了捕获并行度。

3、本发明提供的这种对微弱信号进行快速检测的装置及方法，根据GNSS信号的自身特点，优化了多驻留检测器，使得检测相关器的通道数目减少。

4、本发明提供的这种对微弱信号进行快速检测的装置及方法，根据GNSS信号处理的特点，检测通道采用复用和流水技术，使得硬件面积减少。

附图说明

图1是本发明提供的对微弱信号进行快速检测的装置的结构示意图；

图2是本发明提供的包含所述对微弱信号进行快速检测的装置的GNSS接收机结构示意图；

图3是本发明提供的对微弱信号进行快速检测的装置的方法流程图；

图4是依照本发明实施例提供的对微弱信号进行快速检测的装置的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明涉及全球卫星定位与导航领域，例如GPS系统，目的是利用并行搜索引擎和多通道串行检测相关器的优势来快速检测微弱信号。GNSS信号检测属于微弱信号检测领域，系统误码率要求在1×10^-6以上，一般采用多驻留检测器来达到误码率的要求，其本质是采用多次独立的驻留过程来减少误码率，而误码率与检测概率和虚警概率三者是对应的，在Neyman-Pearson准则要求下，选定系统要求的检测概率，通过多驻留过程来将虚警概率减少到最低，多驻留检测器都能在下面的条件下进行优化，其一是信号很弱，甚至噪声功率淹没了信号功率，其二是真信号只在上千个检测单元里的一个里面存在，在以上两种情况下根据以下两个准则来提高多驻留检测器的平均检测速度，其一是快速丢掉小于检测门限的检测单元，其二是减少在小于检测门限的检测单元上的驻留时间，当然，在满足系统误码率指标的前提下，单驻留检测器更好。

如图1所示，图1是本发明提供的对微弱信号进行快速检测的装置的结构示意图，该装置至少由并行搜索引擎105、检测相关器106、跟踪相关器107、内部总线108和嵌入式微处理器109构成。

其中，并行搜索引擎105用于并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108配置给检测相关器106。检测相关器106用于对来自并行捕获引擎105的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器107。跟踪相关器107用于动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位。上述同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步。内部总线108用于统一调度并行搜索引擎105、检测相关器106、跟踪相关器107和嵌入式微处理器109的数据搬运工作。嵌入式微处理器109用于辅助跟踪相关器(107)实现动态跟踪，并将来自跟踪相关器(107)的测量量通过内部总线(108)读入后进行最终导航解算，这是其功能一；嵌入式微处理器的另一个功能是系统控制和协调并行搜索引擎(105)、检测相关器(106)、跟踪相关器(107)之间的状态转换。

检测相关器106对来自并行捕获引擎105的搜索结果进行并行检测，是检测相关器106将并行搜索引擎105输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的自适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败，在嵌入式微处理器109的控制下通过内部总线108转到并行搜索引擎105，开始下一轮检测过程。

该装置进一步包括存储设备110，用于存储软硬件交互过程中的待传递数据、中间数据及软件固件，供嵌入式处理器109使用。该存储设备110并不是限定必须存在于基带处理芯片内部，也可以由片外芯片实现。

其中，并行搜索单元数目可以根据环境的干扰程度来可配置。检测相关器的通道数目是并行搜索引擎传递过来的若干个值及平均检测速度的函数，受这两个因素的影响，在强信号干扰比较厉害的情况下，可以多选取几个并行搜索的结果，减少远近效应的影响。如果待检测单元的数目确定，那么平均检测速度越快，检测相关器106的通道数目就越小。同样，跟踪相关器107的通道的数目是可以根据性能、成本、功耗等要求灵活改变的，而不是限定性的。本发明的实施例的等效相关单元数目达到百万。

SirfIII公司采用自辅助的大规模并行搜索引擎，没有专门的检测相关器，用跟踪相关器代替检测相关器，而检测相关器每个通道由于没有测量量的累加单元，并且每个通道只有一路相关运算，所以sirfIII方案硬件面积大。Ublox公司采用了专门的捕获相关器，相当于本实施例中的检测相关器，但是对检测相关器中的多驻留检测器算法没有优化，所以检测相关器通道数目没有减少，硬件面积大。图1所示的装置采用了专门的检测相关器，并且对检测相关器通道中的多驻留检测算法进行了优化，使得检测相关器通道数达到单驻留检测器所需要的检测通道数的量级。

图2示出了本发明提供的包含所述对微弱信号进行快速检测的装置的GPS接收机结构示意图。所述对微弱信号进行快速检测的装置(即图2中的基带处理部分103)是整个GPS接收机中的核心，本发明的各种方法均在芯片中实现。

图2所示的GPS接收机，由天线101、射频前端芯片102、基带处理部分103和外部晶振104构成。天线101用于接收来自GPS卫星的信号，射频前端芯片102将接收到信号经过混频并转化为数字信号，基带处理部分103将数字信号通过专用数字电路和软件固件相结合实现信号同步与定位解算过程。射频前端和基带处理共同使用了一个晶振104作为频率基准。晶振可以使用温补晶振TCXO或者精度更高的温控晶振OCXO，甚至如果有特殊要求可以使用精度极高的原子钟。晶振精度越高，接收机性能越好，但是随着精度要求的提高，晶振的成本也近乎指数率的增加。晶振的精度不高会造成多普勒效应，这个在计算多普勒搜索范围的时候一定要根据不同的要求进行考虑。本发明的一个实施例就是采用低精度的晶振，在多普勒搜索的时候增加了由晶振引起的多普勒变化范围。

本发明提供的基带处理部分的一个实施例采用SOC芯片的方式实现。可以使用将射频前端和基带处理部分独立封装成芯片的形式，也可以将两部分封装在一起成为SIP系统，或者将两部分合二为一形成单一芯片。本发明对以上形式的GPS接收机芯片都是适用的。

图3示出了本发明提供的对微弱信号进行快速检测的装置的方法流程图，该方法包括：

步骤301：对检测相关器参数进行设置；

嵌入式微处理器依据并搜引擎搜索到的信号的强弱确定积分时间，并在初始化检测相关器的检测通道时将积分时间、载波NCO的累加位宽、控制字步长、码NCO的累加位宽和控制字步长配置到检测相关器空闲的检测通道中。

例如，当信号功率在-130dBmW时，建议采用1ms的积分时间，当信号功率在-150dBmW时，建议采用200ms左右的积分时间。当信号小于-150dBmW时，就会存在强信号对弱信号的干扰。因为PN码之间不是完全正交的。比如，对GPS信号来说，当待检测信号信噪比低于25dB时，强信号就有25％的概率对微弱信号造成干扰。嵌入式微处理器根据互相关功率来设置待检测单元的数目，如果干扰强，搜索引擎搜索到的待检测单元数目增大，如果干扰弱，搜索引擎搜索到的待检测单元数目减少。

检测相关器完成对搜索到的待检测单元的并行检测，根据待检测单元数目，检测相关器的通道数目在选定检测器的情况下也随着待检测单元数目的增加而增加，减少而减少。搜索引擎可以是自辅助搜索引擎，也可以是其他通信平台辅助的搜索引擎。

步骤302：并行搜索引擎并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线配置给检测相关器。

步骤303：检测相关器在检测通道将载波多普勒点和PN码相位参数中的中频数字信号转化为基带信号，并进行相关滤波；

将输入检测通道的GNSS低中频信号通过与本地载波NCO混频转换为基带信号。本地载波NCO的频率包括三部分频率——标准低中频、本地时钟频率漂移产生的多普勒频率、卫星与接收机的相对运动产生的多普勒频率。由于本地载波中的本地参考时钟的频率漂移和相对运动产生的多普勒频率的影响，混频后输出的基带信号中携带有多组不同的多普勒频率估计偏差值和本地参考时钟漂移的估计误差信息。相关滤波的过程是解扩的过程，也是提高增益的过程。本质上是减少了噪声带宽，在信号功率不变的情况下，噪声功率减少，信噪比提高。

步骤304：检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器；

检测相关器将并行搜索引擎输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的自适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功，系统控制步转入跟踪通道，并用相应的多普勒点和码相位点配置跟踪通道参数；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败，在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线转到并行搜索引擎，开始下一轮检测过程，以提高检测效率和同步并行度。

步骤305：跟踪相关器动态跟踪卫星，并与之同步，同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位。

高灵敏度积分处理过程中，不仅需要相干积分，而且也需要非相干积分或者差分积分。信号相干积分的幅度服从赖斯分布，有闭合的概率密度函数，根据Neyman-Pearson准则得到较优的检测门限，非相干积分如果采用包络累加，其结果没有闭合的概率密度函数，检测门限很难得到，不过当非相干积分次数很大，可以利用大数极限定律，用高斯分布来近似，得到次优的检测门限；如果非相干积分采用功率累加，信号服从非中心chi-square分布，噪声服从中心chi-square分布，根据Neyman-Pearson准则通过复用检测相关器通道可得到最优的检测门限。

图4示出了依照本发明实施例提供的对微弱信号进行快速检测的装置的方法流程图，具体步骤为：当接收机开始工作时候，开始先要对嵌入式微处理器进行初始化，对存储器进行初始化，这个过程在图4所示初始化过程401中完成，然后开启噪声通道402来计算噪声门限，噪声通道可以专门用一个独立的通道来实现，也可以复用已有的通道，本发明的一个较优实施例就是第一次计算噪声门限的时候，复用检测相关器106的检测通道，以后更新噪声门限时利用检测通道中没有检测到信号的累加量在嵌入式微处理器软件109的辅助下计算噪声门限。在得到稳定的噪声门限后，嵌入式微控制器109控制开启并行搜索引擎105来快速给出若干个码相位和多普勒频点以及对应的较大峰值403，嵌入式微处理器109根据并行搜索引擎105的状态寄存器内容来判断搜索是否完成404，如果没有搜索完就继续搜索，如果已经搜索完了，关闭噪声通道405。开启检测相关器406，406对来自并行搜索引擎105的若干峰值对应的频点和码相位进行并行处理，如果空闲通道数目不小于并行搜索的个数，则继续在嵌入式微处理器109的控制下开启并行搜索引擎105。检测相关器根据所有检测通道最终的结果，给出失败或成功响应，经过判断407，如果成功408将当前的码相位信息和载波信息经过软件牵引进入跟踪相关器107。如果失败，则408回到初始化以后的状态。利用检测失败的任意一个通道的累计量在嵌入式微控制器作用下来更新噪声门限。如果环境温度变化不大，也可以不用更新噪声门限，因为噪声与温度是一个线性关系，温度一般不会发生突变，所以可以认为噪声门限是个相对稳定的值。当跟踪相关器107开启跟踪上后，409经过嵌入式微处理器来判断，是否满足定位的必要条件，如果满足，转入嵌入式微处理器进行后处理过程410，后处理过程包括比特同步，帧同步，解调电文，并且根据从跟踪相关器107读出的测量量计算伪距和伪距率，进而完成接收机位置、速度的解算过程。

尽管本发明是参照美国全球定位系统(GPS)来描述的。然而，应当理解，这些方法同样适用于类似的卫星定位系统，所使用的术语“GPS”还包括这样一些卫星定位系统，如俄罗斯的格洛纳斯(Glonass)系统，欧洲的伽利略(Galileo)系统和中国的北斗1及北斗2系统。术语“GPS信号”包括来自另一些卫星定位系统的信号。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，该装置至少由并行搜索引擎(105)、检测相关器(106)、跟踪相关器(107)、内部总线(108)和嵌入式微处理器(109)构成，其中，

并行搜索引擎(105)，用于并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器(109)的控制下通过内部总线(108)配置给检测相关器(106)；

检测相关器(106)，用于对来自并行捕获引擎(105)的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器(109)的控制下通过内部总线(108)将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器(107)；

跟踪相关器(107)，用于动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位；

内部总线(108)，用于统一调度并行搜索引擎(105)、检测相关器(106)、跟踪相关器(107)和嵌入式微处理器(109)的数据搬运工作；

嵌入式微处理器(109)，用于辅助跟踪相关器(107)实现动态跟踪，将来自跟踪相关器(107)的测量结果通过内部总线(108)读入后进行最终导航解算，并控制和协调并行搜索引擎(105)、检测相关器(106)、跟踪相关器(107)之间的状态转换。

2.根据权利要求1所述的对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，所述检测相关器(106)对来自并行捕获引擎(105)的搜索结果进行并行检测，是检测相关器(106)将并行搜索引擎(105)输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的白适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败。

3.根据权利要求2所述的对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，所述检测相关器(106)对来自并行捕获引擎(105)的搜索结果进行并行检测，如果检测失败，则在嵌入式微处理器(109)的控制下通过内部总线(108)转到并行搜索引擎(105)，开始下一轮检测过程。

4.根据权利要求1所述的对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，所述跟踪相关器(107)的同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步。

5.根据权利要求1所述的对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，该装置进一步包括存储设备(110)，用于存储软硬件交互过程中的待传递数据、中间数据及软件固件，供嵌入式处理器(109)使用。

6.一种对微弱信号进行快速检测的方法，应用于权利要求1所述的对微弱信号进行快速检测的装置，其特征在于，该方法包括：

并行搜索引擎并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数，并将搜索到的载波多普勒点和PN码相位参数在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线配置给检测相关器；

检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测成功，在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线将检测成功的码相位参数与多普勒频点信息配置给跟踪相关器；

跟踪相关器动态跟踪卫星，并与之同步，以计算出卫星的发射时间，同时解调出导航电文用以定位。

7.根据权利要求6所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，该方法在并行搜索引擎并行搜索视野内的GPS卫星发射信号的载波多普勒点和PN码相位参数之前进一步包括嵌入式微处理器对检测相关器进行参数设置，具体包括：

嵌入式微处理器在初始化检测相关器的检测通道时将积分时间、载波NCO的累加位宽、控制字步长、码NCO的累加位宽和控制字步长配置到检测相关器空闲的检测通道中。

8.根据权利要求6所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，该方法在检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测之前进一步包括：

检测相关器在检测通道将载波多普勒点和PN码相位参数中的中频数字信号转化为基带信号，并进行相关滤波。

9.根据权利要求8所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，所述检测相关器在检测通道将载波多普勒点和PN码相位参数中的中频数字信号转化为基带信号，具体包括：

检测相关器将输入检测通道的GNSS低中频信号通过与本地载波NCO混频转换为基带信号。

10.根据权利要求9所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，所述本地载波NCO的频率包括三部分频率，即标准低中频、本地时钟频率漂移产生的多普勒频率、卫星与接收机的相对运动产生的多普勒频率；由于本地载波中的本地参考时钟的频率漂移和相对运动产生的多普勒频率的影响，混频后输出的基带信号中携带有多组不同的多普勒频率估计偏差值和本地参考时钟漂移的估计误差信息。

11.根据权利要求6所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，所述检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，具体包括：

检测相关器将并行搜索引擎输入的高灵敏度积分处理结果与自身存储的自适应噪声门限进行比较，如果高灵敏度积分处理结果大于自适应噪声门限，则检测成功；如果高灵敏度积分处理结果不大于自适应噪声门限，则检测失败。

12.根据权利要求11所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，所述检测相关器对来自并行捕获引擎的搜索结果进行并行检测，如果检测失败，则在嵌入式微处理器的控制下通过内部总线转到并行搜索引擎，开始下一轮检测过程。

13.根据权利要求6所述的对微弱信号进行快速检测的方法，其特征在于，所述跟踪相关器动态跟踪卫星，并与之同步的步骤中，同步包括载波同步、码同步、比特同步和帧同步。

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