CN103885071A - 一种卫星信号捕获的方法和设备 - Google Patents

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CN103885071A
CN103885071A CN201410073051.7A CN201410073051A CN103885071A CN 103885071 A CN103885071 A CN 103885071A CN 201410073051 A CN201410073051 A CN 201410073051A CN 103885071 A CN103885071 A CN 103885071A
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任娟娟
李波
李卫斌
王红丽
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Abstract

本发明提供一种卫星信号捕获的方法和设备，涉及卫星导航领域，以减少捕获微弱的卫星信号的算法复杂度，减少对接收机资源的消耗，该方法通过接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，并对接收信号进行重采样，并对采样结果进行奇偶分组，并对分组结果进行相关运算，确定捕获导航卫星的卫星信号。本发明用于捕获卫星信号。

Description

一种卫星信号捕获的方法和设备
技术领域
本发明涉及卫星导航领域，尤其涉及一种卫星信号捕获的方法和设备。
背景技术
近年来，卫星导航定位系统得到越来越广泛的应用，通过接收机可实现全球范围内全天时、全天候的连续导航，而卫星信号的捕获是接收机信号处理的第一步和关键，其性能直接影响接收机的整体定位效果。
在现有技术中，接收机需要从至少4颗卫星中获得信号传播时间和卫星位置信息，根据这些信息得到接收机的位置等，具体地，接收机需要先与接收到的卫星信号完成粗同步，即扩频信号的捕获过程，得到伪随机码的相位偏移和信号载波多普勒偏移，再由跟踪过程得到伪码相位、载波频率和相位的精确估计值，对卫星信号进行实时跟踪。
当接收机位于室内、森林或者城市等复杂环境下，卫星信号受到严重的衰弱，信号功率将远远低于一般接收机的工作范围，从而限制了卫星导航定位的应用领域，在弱信号环境下，现有技术通常使用基于傅利叶变换FFT的并行捕获方法，具体地，该基于FFT的并行捕获方法是采用多个捕获通道，各个通道分别并行地完成接收信号与不同码相位和不同多普勒频率的本地再生信号的相关计算，捕获速度较快，但是，由于该方法需要进行大量的FFT计算，因此增加了微弱卫星信号捕获的算法复杂度，从而大大消耗了接收机的资源。
发明内容
本发明的实施例提供一种卫星信号捕获的方法和设备，以减少捕获微弱的卫星信号的算法复杂度，减少对接收机资源的消耗。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种卫星信号捕获的方法，包括：
在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，其中，所述捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率；
将所述接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对所述数字信号采样得到第一采样信号；
根据第二采样频率在所述预设积分时长内对所述第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号；
对所述第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块；
对奇数据块和偶数据块分别进行块内累加求和，并根据所述奇数据块和所述偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果；
根据所述接收信号得到本地复现信号，对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果；
对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值；
当所述最大值大于或者等于所述预设门限值时，确定成功捕获所述导航卫星的卫星信号。
在第一方面第一种可能的实现方式中，所述根据所述接收信号得到本地复现信号包括：
根据所述捕获频率得到伪码；
根据所述伪码和所述捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号。
在第一方面第二种可能的实现方式中，所述对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果包括：
对所述奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果；
对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将所述第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果；
将所述第一运算结果与所述第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果；
对所述第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第一相关结果；
所述对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果包括：
对所述偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果；
对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将所述第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果；
将所述第五运算结果与所述第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果；
对所述第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第二相关结果。
结合第一方面至第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述在对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模后，所述方法还包括：
分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果；
所述根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值包括：
根据所述第一累加结果和所述第二累加结果得到最大累加结果，并从所述最大累加结果中确定最大值。
结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，当所述最大值小于所述预设门限值时，根据所述多普勒频率范围改变所述捕获频率。
第二方面，提供一种接收机，包括：
接收单元，用于在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，其中，所述捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率；
处理单元，用于将所述接收单元接收的接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对所述数字信号采样得到第一采样信号，根据第二采样频率在所述预设积分时长内对所述第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号，对所述第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块，对所述奇数据块和所述偶数据块分别进行块内累加求和，并根据所述奇数据块和所述偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果，并根据所述接收信号得到本地复现信号，对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果，对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值，当所述最大值大于或者等于所述预设门限值时，确定成功捕获所述导航卫星的卫星信号。
在第二方面第一种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于，根据所述捕获频率得到伪码，并根据所述伪码和所述捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号。
在第二方面第二种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于，对所述奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果；对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将所述第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果，将所述第一运算结果与所述第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果，并对所述第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到第一相关结果；
所述处理单元具体还用于，对所述偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果，对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将所述第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果，将所述第五运算结果与所述第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果，并对所述第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第二相关结果。
结合第二方面至第二种可能的实现方式中的任一种，在第三种可能的实现方式中，所述处理单元还用于，对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模后，分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果，并根据所述第一累加结果和所述第二累加结果得到最大累加结果，并从所述最大累加结果中确定最大值。
结合第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理单元还用于，当所述最大值小于所述预设门限值时，根据所述多普勒频率范围改变所述捕获频率。
本发明实施例提供一种卫星信号捕获的方法和设备，接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，并对接收信号进行重采样，并对采样结果进行奇偶分组，并对分组结果进行相关运算，确定捕获导航卫星的卫星信号，这样，通过对接收信号进行重采样，大大减少了捕获微弱的卫星信号的算法复杂度和运算时间，从而减少了对接收机资源的消耗，另外，通过对采样信号进行奇偶分组，减少相干累加和非相干累加带来的信噪比的增益损耗，降低数据跳变带来的影响，提高了对微弱的卫星信号的捕获精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种卫星信号捕获的方法示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种卫星信号捕获的方法示意图；
图3为本发明实施例提供的一种接收机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种卫星信号捕获的方法，如图1所示，该方法的执行主体为接收机，该方法包括：
S101、接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号。
其中，该捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率，该导航卫星可以为北斗导航卫星。
一般地，接收机会在当前的捕获通道上按照预设的多普勒频率范
围搜索卫星信号，具体地，接收机会遍历该多普勒频率范围中的每一
个捕获频率，并在捕获频率上搜索卫星信号，直至成功捕获卫星信号。
S102、接收机将该接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对该数字信号采样得到第一采样信号。
其中，该接收信号可以是模拟信号，接收机通过模数转换将该模拟信号转换为数字信号。
S103、接收机根据第二采样频率在该预设积分时长内对该第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号。
示例地，该导航卫星可以是北斗卫星，第一采样频率可以为5MHz，预设积分时长可以为1ms，这样1ms内接收信号采样点数为5000。因为北斗卫星接收信号的粗捕码（C/A码）的码片速率是2046，用5MHz采样，每个码片采样的点数不同，为了能精确找到码相位估计值，采用重采样，该第二采样频率可以为4.092MHz，以4.092MHz对这5000个采样值进行重采样，使得接收信号在1ms内采样点数为4092，这样为了使1ms的本地伪码的采样点数也为4092，则一个码片采样2个点，即半码片采样。
S104、接收机对该第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块。
S105、接收机对该奇数据块和该偶数据块分别进行块内累加求和，并根据该奇数据块和该偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果。
示例地，若该捕获频率对应的伪码的周期是1ms，这里的s1、u1、s2、u2、s3、u3、s4、u4数据块都为10ms，因此分别将每个10ms的数据块分别写成10行，每1行对应为1ms，将10ms的数据对应累加求和，累加求和完成后，成为1ms长度的数据，分别记为S1、U1、S2、U2、S3、U3、S4、U4。之后对累加求和结果进行傅里叶变换运算，奇数据块运算结果记为X1、X2、X3、X4，偶数据块运算结果记为Y1、Y2、Y3、Y4。
S106、接收机根据该接收信号得到本地复现信号，对该本地复现信号和该奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对该本地复现信号和该偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果。
具体地，接收机根据该捕获频率得到伪码，并根据该伪码和该捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号，对该奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果，对该本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将该第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果，将该第一运算结果与该第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果，对该第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到该第一相关结果；同样地，接收机对该偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果，对该本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将该第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果，将该第五运算结果与该第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果，对该第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到该第二相关结果。
需要说明的是，该本地复现信号可以是该伪码和多普勒频率搜索单元的载波信号的乘积，其中，该多普勒频率搜索单元为根据该捕获频率划分的单元。
S107、接收机对该第一相关结果和该第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从该最大相关结果中确定最大值。
进一步地，该接收机在对该第一相关结果和该第二相关结果取模后，分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果，并根据该第一累加结果和该第二累加结果得到最大累加结果，并从该最大累加结果中确定最大值，从而提高信噪比。
其中，第一累加结果和第二累加结果表示各个多普勒频率搜索单元上所有码相位的累加结果。
需要说明的是，非相干积分中的平方和累加运算不仅促进信号能量的增加，也使得噪声能量增大，相应降低了信噪比，这就是非相干累加算法中出现的平方损耗。非相干积分中的平方损耗只有在信噪比很好的情况下才会消失，而在通常的环境下都是会存在的，并且信噪比越差，平方损耗越严重。所以非相关积分对信噪比的改善并不显著，若想得到满意的信噪比，须将预设次数设得很高。
S108、当该最大值大于或者等于该预设门限值时，接收机确定成功捕获所述导航卫星的卫星信号。
在本发明另一种可能的实现方式中，当该最大值小于该预设门限值时，根据该多普勒频率范围改变该捕获频率，从而根据改变后的捕获频率重复执行上述步骤S101至步骤S107，直至捕获到卫星信号。
另外，若搜索完该多普勒频率范围内的所有捕获频率后，仍未捕获到卫星信号，则确定当前通道内检测不到卫星信号，此通道捕获失败，转入另一个通道，并继续按照上述步骤S101至步骤S108捕获卫星信号。
通过采用上述执行主体为接收机的方法，接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，并对接收信号进行重采样，并对采样结果进行奇偶分组，并对分组结果进行相关运算，确定捕获导航卫星的卫星信号，这样，通过对接收信号进行重采样，大大减少了捕获微弱的卫星信号的算法复杂度和运算时间，从而减少了对接收机资源的消耗，另外，通过对采样信号进行奇偶分组，减少相干累加和非相干累加带来的信噪比的增益损耗，降低数据跳变带来的影响，提高了对微弱的卫星信号的捕获精度。
本发明实施例提供一种卫星信号捕获的方法，如图2所示，包括：
S201、接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号。
其中，该捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率，该导航卫星可以为北斗导航卫星。
一般地，接收机会在当前的捕获通道上按照预设的多普勒频率范围搜索卫星信号，具体地，接收机会遍历该多普勒频率范围中的每一个捕获频率，并在捕获频率上搜索卫星信号，直至成功捕获卫星信号。
S202、接收机将该接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对该数字信号采样得到第一采样信号。
其中，该接收信号可以是模拟信号，接收机通过模数转换将该模拟信号转换为数字信号。
S203、接收机根据第二采样频率在该预设积分时长内对该第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号x(n)。
S204、接收机对该第二采样信号x(n)进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块。
例如，对生成80ms的中频卫星信号数据进行分组，每组数据块长度为10ms，这样共有8个数据块，第1ms—第10ms为第1个数据块，第11ms—第20ms为第2数据块，依次下去，直到第71ms—第80ms为第8个数据块，这8个数据块按顺序分别进行奇偶分组，即第1个数据块记为第1个奇数据块s1，第2数据块记为第1个偶数据块u1，第3个数据块记为第2个奇数据块s2，第4数据块记为第2个偶数据块u2，按此分类依次记下去，共得到4个奇数据块，4个偶数据块，分别标记为s1、u1、s2、u2、s3、u3、s4、u4，这里卫星信号中数据码长度采用20ms周期，为避免数据位翻转，这里选用数据块长度为10ms，如果数据码为2ms周期，则卫星数据块长度可选用1ms。
S205、接收机对该奇数据块和该偶数据块分别进行块内累加求和，并根据该奇数据块和该偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果。
示例地，若该捕获频率对应的伪码的周期是1ms，这里的s1、u1、s2、u2、s3、u3、s4、u4数据块都为10ms，因此分别将每个10ms的数据块分别写成10行，每1行对应为1ms，将10ms的数据对应累加求和，累加求和完成后，成为1ms长度的数据，分别记为S1、U1、S2、U2、S3、U3、S4、U4。之后对累加求和结果进行傅里叶变换运算，奇数据块运算结果记为X(k)，偶数据块运算结果记为Y（k）。
S206、接收机根据该接收信号得到本地复现信号lsi(n)。
其中，该本地复现信号是卫星s的C/A码和第i个多普勒频率搜索单元的载波信号的乘积。
S207、接收机对lsi(n)取傅里叶变换，变换到频域Lsi(k)。
S208、接收机取Lsi(k)的复共轭，输出变为
Figure BDA0000471580100000091
S209、接收机将X(k)和进行逐点相乘，并对相乘结果进行傅里叶逆变换运算，变换到时域P（n）,接收机将Y（k）和进行逐点相乘，并对相乘结果进行傅里叶逆变换运算，变换到时域W（n）。
其中，P(n)为各奇数块数据在各个多普勒频率搜素单元的所有码相位的相关结果；W(n)为各偶数块数据在各个多普勒频率搜素单元的所有码相位的相关结果。
S210、接收机取P(n)的模|P(n)|，取W(n)的模|W(n)|。
S211、接收机对|P(n)|进行非相关积分得到相关结果Z1，并对|W(n)|进行非相干积分得到相关结果Z2。
其中，Z1为总的奇数块数据在各个多普勒频率搜素单元的所有码相位的相关结果；Z2为总的偶数块数据在各个多普勒频率搜素单元的所有码相位的相关结果。
S212、接收机从相关结果Z1和Z2中确定最大相关结果Z。
S213、接收机从最大相关结果Z中确定最大值。
S214、接收机确定该最大值是否大于或者等于预设门限。
若是，执行步骤S215。
若否，执行步骤S216。
S215、接收机成功捕获该导航卫星的卫星信号。
需要说明的是，最大值所对应的多普勒频率即为捕获所得到的多普勒频率，对应的码相位即为捕获得到的卫星信号的码相位。但是，如果最大值对应的码相位是第a个采样点，并不是说信号中C/A码的起始位置就在第a个位置，而应该在第(N－a)个位置，N为接收信号第二次采样的采样点个数。
S216、接收机确定该多普勒频率范围中的捕获频率是否都搜索完毕。
若是，则更换捕获通道，重新捕获卫星信号。
若否，则根据该多普勒频率范围改变该捕获频率，并继续执行步骤S201至步骤S216。
通过采用上述方法，接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，并对接收信号进行重采样，并对采样结果进行奇偶分组，并对分组结果进行相关运算，确定捕获导航卫星的卫星信号，这样，通过对接收信号进行重采样，大大减少了捕获微弱的卫星信号的算法复杂度和运算时间，从而减少了对接收机资源的消耗，另外，通过对采样信号进行奇偶分组，减少相干累加和非相干累加带来的信噪比的增益损耗，降低数据跳变带来的影响，提高了对微弱的卫星信号的捕获精度。
需要说明的是，对于上述方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本发明实施例提供一种接收机30，如图3所示，该接收机30包括：
接收单元31，用于在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，其中，该捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率。
其中，该捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率，该导航卫星可以为北斗导航卫星。
一般地，接收机会在当前的捕获通道上按照预设的多普勒频率范围搜索卫星信号，具体地，接收机会遍历该多普勒频率范围中的每一个捕获频率，并在捕获频率上搜索卫星信号，直至成功捕获卫星信号。
处理单元32，用于将该接收单元31接收的接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对该数字信号采样得到第一采样信号，根据第二采样频率在该预设积分时长内对该第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号，对该第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块，对该奇数据块和该偶数据块分别进行块内累加求和，并根据该奇数据块和该偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果，并根据该接收信号得到本地复现信号，对该本地复现信号和该奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对该本地复现信号和该偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果，对该第一相关结果和该第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从该最大相关结果中确定最大值，当该最大值大于或者等于该预设门限值时，确定成功捕获该导航卫星的卫星信号。
在本发明一种可能的实现方式中，该处理单元32具体用于，根据该捕获频率得到伪码，并根据该伪码和该捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号。
在本发明另一种可能的实现方式中，该处理单元32具体用于，对所述奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果；对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将所述第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果，将所述第一运算结果与所述第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果，并对所述第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到第一相关结果；
该处理单元具体还用于，对该偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果，对该本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将该第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果，将该第五运算结果与该第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果，并对该第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到该第二相关结果。
进一步地，该处理单元32还用于，对该第一相关结果和该第二相关结果取模后，分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果，并根据该第一累加结果和该第二累加结果得到最大累加结果，并从该最大累加结果中确定最大值。
更进一步地，该处理单元32还用于，当该最大值小于该预设门限值时，根据该多普勒频率范围改变该捕获频率。
通过采用上述接收机，该接收机在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，并对接收信号进行重采样，并对采样结果进行奇偶分组，并对分组结果进行相关运算，确定捕获导航卫星的卫星信号，这样，通过对接收信号进行重采样，大大减少了捕获微弱的卫星信号的算法复杂度和运算时间，从而减少了对接收机资源的消耗，另外，通过对采样信号进行奇偶分组，减少相干累加和非相干累加带来的信噪比的增益损耗，降低数据跳变带来的影响，提高了对微弱的卫星信号的捕获精度。
所属本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的接收机的具体工作过程和描述，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种卫星信号捕获的方法，其特征在于，包括：
在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，其中，所述捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率；
将所述接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对所述数字信号采样得到第一采样信号；
根据第二采样频率在所述预设积分时长内对所述第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号；
对所述第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块；
对所述奇数据块和所述偶数据块分别进行块内累加求和，并根据所述奇数据块和所述偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果；
根据所述接收信号得到本地复现信号，对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果；
对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值；
当所述最大值大于或者等于所述预设门限值时，确定成功捕获所述导航卫星的卫星信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收信号得到本地复现信号包括：
根据所述捕获频率得到伪码；
根据所述伪码和所述捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果包括：
对所述奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果；
对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将所述第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果；
将所述第一运算结果与所述第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果；
对所述第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第一相关结果；
所述对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果包括：
对所述偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果；
对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将所述第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果；
将所述第五运算结果与所述第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果；
对所述第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第二相关结果。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述在对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模后，所述方法还包括：
分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果；
所述根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值包括：
根据所述第一累加结果和所述第二累加结果得到最大累加结果，并从所述最大累加结果中确定最大值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述最大值小于所述预设门限值时，根据所述多普勒频率范围改变所述捕获频率。
6.一种接收机，其特征在于，包括：
接收单元，用于在捕获频率上接收导航卫星发送的接收信号，其中，所述捕获频率包括从设置的多普勒频率范围中确定的频率；
处理单元，用于将所述接收单元接收的接收信号转换为数字信号，并根据第一采样频率在预设积分时长内对所述数字信号采样得到第一采样信号，根据第二采样频率在所述预设积分时长内对所述第一采样信号进行重采样，得到第二采样信号，对所述第二采样信号进行分组，并根据分组结果得到奇数据块和偶数据块，对所述奇数据块和所述偶数据块分别进行块内累加求和，并根据所述奇数据块和所述偶数据块的累加求和结果分别通过傅里叶变换得到奇数据块运算结果和偶数据块运算结果，并根据所述接收信号得到本地复现信号，对所述本地复现信号和所述奇数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第一相关结果，对所述本地复现信号和所述偶数据块运算结果利用快速傅里叶变换循环卷积进行相关运算，得到第二相关结果，对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模，并根据取模结果确定最大相关结果，并从所述最大相关结果中确定最大值，当所述最大值大于或者等于所述预设门限值时，确定成功捕获所述导航卫星的卫星信号。
7.根据权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述处理单元具体用于，根据所述捕获频率得到伪码，并根据所述伪码和所述捕获频率对应的本地载波得到本地复现信号。
8.根据权利要求6所述的接收机，其特征在于，所述处理单元具体用于，对所述奇数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第一运算结果；对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第二运算结果，将所述第二运算结果取复共轭，得到第三运算结果，将所述第一运算结果与所述第三运算结果逐点相乘得到第四运算结果，并对所述第四运算结果进行傅里叶逆变换，得到第一相关结果；
所述处理单元具体还用于，对所述偶数据块运算结果进行傅里叶变换，得到第五运算结果，对所述本地复现信号进行傅里叶变换，得到第六运算结果，将所述第六运算结果取复共轭，得到第七运算结果，将所述第五运算结果与所述第七运算结果逐点相乘得到第八运算结果，并对所述第八运算结果进行傅里叶逆变换，得到所述第二相关结果。
9.根据权利要求6至8任一项所述的接收机，其特征在于，所述处理单元还用于，对所述第一相关结果和所述第二相关结果取模后，分别对取模后的结果进行预设次数的非相干累加，得到第一累加结果和第二累加结果，并根据所述第一累加结果和所述第二累加结果得到最大累加结果，并从所述最大累加结果中确定最大值。
10.根据权利要求9中所述的接收机，其特征在于，所述处理单元还用于，当所述最大值小于所述预设门限值时，根据所述多普勒频率范围改变所述捕获频率。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106772468A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 太原理工大学 新型的卫星信号fft并行捕获算法
CN107132554A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 大唐半导体设计有限公司 一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法
CN107462906A (zh) * 2017-07-24 2017-12-12 湖南国科防务电子科技有限公司 一种基于北斗卫星信号再生gps信号的方法及系统
CN107888230A (zh) * 2017-10-17 2018-04-06 上海航天电子有限公司 应用于弱信号环境的多相相干积分捕获方法
CN113759396A (zh) * 2021-11-09 2021-12-07 湖南跨线桥航天科技有限公司 一种具有低运算量特性的卫星导航信号捕获装置及方法
CN114296109A (zh) * 2021-12-28 2022-04-08 汇鲲化鹏(海南)科技有限公司 一种gnss信号切片导航数据的基带处理方法和系统
CN117310763A (zh) * 2023-11-30 2023-12-29 中国人民解放军国防科技大学 伪码调相-线性调频的时分低轨导航信号同步方法与装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950023A (zh) * 2010-08-30 2011-01-19 鲁郁 一种利用手机蜂窝网获取辅助信息的快速高精度gps定位终端
CN102890280A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 浙江理工大学 一种多模gnss组合接收机兼容捕获方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101950023A (zh) * 2010-08-30 2011-01-19 鲁郁 一种利用手机蜂窝网获取辅助信息的快速高精度gps定位终端
CN102890280A (zh) * 2012-09-27 2013-01-23 浙江理工大学 一种多模gnss组合接收机兼容捕获方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAVID M. LIN 等: "a software GPS receiver for weak signals", 《IEEE》 *
曾晓飞: "GPS软件接收机微弱信号捕获跟踪算法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科技辑》 *
曾晓飞: "GPS软件接收机微弱信号捕获跟踪算法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科技辑》, no. 2, 15 February 2012 (2012-02-15) *
李寅寅 等: "基于半比特交替和FFT组合的GPS软件接收机弱信号捕获算法", 《中国惯性技术学报》 *
李寅寅 等: "基于半比特交替和FFT组合的GPS软件接收机弱信号捕获算法", 《中国惯性技术学报》, vol. 20, no. 1, 29 February 2012 (2012-02-29) *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107132554A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 大唐半导体设计有限公司 一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法
CN107132554B (zh) * 2016-02-26 2019-10-25 大唐半导体设计有限公司 一种并行码相位搜索装置及实现并行码相位搜索的方法
CN106772468A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 太原理工大学 新型的卫星信号fft并行捕获算法
CN107462906A (zh) * 2017-07-24 2017-12-12 湖南国科防务电子科技有限公司 一种基于北斗卫星信号再生gps信号的方法及系统
CN107888230A (zh) * 2017-10-17 2018-04-06 上海航天电子有限公司 应用于弱信号环境的多相相干积分捕获方法
CN107888230B (zh) * 2017-10-17 2021-09-14 上海航天电子有限公司 应用于弱信号环境的多相相干积分捕获方法
CN113759396A (zh) * 2021-11-09 2021-12-07 湖南跨线桥航天科技有限公司 一种具有低运算量特性的卫星导航信号捕获装置及方法
CN114296109A (zh) * 2021-12-28 2022-04-08 汇鲲化鹏(海南)科技有限公司 一种gnss信号切片导航数据的基带处理方法和系统
CN114296109B (zh) * 2021-12-28 2023-03-24 汇鲲化鹏(海南)科技有限公司 一种gnss信号切片导航数据的基带处理方法和系统
CN117310763A (zh) * 2023-11-30 2023-12-29 中国人民解放军国防科技大学 伪码调相-线性调频的时分低轨导航信号同步方法与装置
CN117310763B (zh) * 2023-11-30 2024-02-23 中国人民解放军国防科技大学 伪码调相-线性调频的时分低轨导航信号同步方法与装置

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