CN104101883A - 一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置，其中方法包括：按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行二维搜索，并记录第二组搜索结果；按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值。因此，本申请提供的方法能够提高捕获成功率和准确率，使得整个导航系统性能更加优异。

Description

一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置

技术领域

本发明涉及卫星定位于导航通信领域，特别是涉及一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，比如：美国的GPS系统、欧洲的Galileo系统、我国的北斗卫星导航系统等。GNSS接收机在导航时首先需要成功地捕获卫星导航信号，然后才能进入牵引阶段得到准确的载波频率/相位、伪码速率/相位，找到比特过渡边沿，然后再进入跟踪阶段进行帧同步、收集电文数据、储存原始观测量，最后进行定位结算阶段，计算得到用户的位置信息。可见，GNSS信号的成功捕获在整个卫星导航定位处理中是最初的也是最不可或缺的一步。

目前，对于GNSS信号的捕获常常采用以下方式：以接收到的GNSS信号相干结果为基准，预先设置捕获门限，当信号与噪声的比值大于预先设置的捕获门限，表示捕获成功，然后就可以转入牵引阶段。这种方式存在如下缺点：当接收到的信号本身是弱信号时，存在的卫星相干和非相干累加之后的信噪比不高，在判断时候容易产生误判。另外，由于捕获门限的设置的主观性很高，所以当设置的门限过高时，就会降低卫星的发现概率，当设置的门限过低时，就会造成一些虚假捕获。

基于上述技术问题，现在迫切需要提供一种全球卫星导航系统的快速捕获方法，以提高捕获成功率和准确率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置，提高捕获成功率和准确率，使得整个导航系统性能更加优导。

本发明提供了一种全球卫星导航信号的快速捕获方法，包括：

按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

依次判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；

当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置；

当所述码相位差值大于或者等于预先设定的第一阈值时，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

优选的，所述按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理，包括：

对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

优选的，所述按照当前偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果之后，还包括：

按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数。

优选的，还包括：

选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，则，所述按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理，具体为：

按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理。

优选的，所述当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，还包括：

对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，否则捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较；当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则捕获失败；

当差值小于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败。

优选的，所述捕获成功之后，还包括：

将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。

本发明还提供了一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，包括

第一搜索模块，用于按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

第二搜索模块，用于按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

第一差值模块，用于按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

第一判断模块，用于判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述判断结果为是时，进行第二判断模块处理；否则，进行判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；

第二判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置。

优选的，所述第一差值模块，包括：排序子模块，用于对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

差值子模块，用于将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

优选的，还包括：第三搜索模块，用于按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数。

优选的，还包括：选择模块，用于选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，则，所述差值处理模块，具体为：

按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理。

优选的，还包括：第二差值模块，用于当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，捕获成功，否则，捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

第三差值模块，用于选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较；

第一确定模块，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则捕获失败；

第二确定模块，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败。

优选的，还包括：传送单元，用于将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。

本发明提供的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置，其中，按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值判断完毕后进行重新搜索；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值小于等于二维搜索的频谱精度；当所述码相位差值大于或者等于预先设定的第一阈值时，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值判断完毕后进行重新搜索。本申请提供的方法通过分组搜索得到搜索结果，然后进行码相位和频点的严格判断，确定是否捕获成功，从而提高捕获处理的精确率和成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法的方法流程图；

图2为本发明实施例二揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法的方法流程图；

图3为本发明实施例二揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法的方法流程图；

图4为本发明实施例三揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获装置的结构示意图；

图5为本发明实施例四揭示的另一种全球卫星导航信号的快速捕获装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

实施例一

请参阅图1，其为本发明实施例一揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法的方法流程图，包括以下步骤：

步骤101：按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

步骤102：按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

接收机会接收卫星发射的信号，接收机对于在一段时间内接收到的信号进行二维搜索，所谓二维搜索是指码相位和频域搜索，对于接收到的信号按照中频偏移量进行二维搜索会得到一组搜索结果，每个信号值都有对应的码相位和频点，不同的中频偏移量进行搜索得到的搜索结果也不同。

步骤103：按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

优选的，所述步骤103包括：步骤103A和步骤103B，其中步骤103A：

对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；步骤103B：将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

由于搜索到的信号按照码相位和频域的坐标大小进行排序的，而每一个点的信噪比也不相同，按照信噪比由大到小的顺序分别对第一搜索结果中的各个信号点进行排序，同时，也对第二搜索结果中的各个信号点进行排序，分别得到排序后的信噪比由大到小的第一搜索结果和第二搜索结果。

对排序后的第一搜索结果中第一个信号点的码相位与排序后的第二搜索结果中的每一个信号点的码相位做差值处理，然后按照信噪比由大到小的顺序，分别对第一搜索结果中的信号点的码相位与排序后的第二搜索结果中的每一个信号点的码相位做差值比较。

比如：排序后的第一搜索结果的信号点分别是A1、B1、C1、D1、E1、F1；而排序后的第二搜索结果的信号分别是A2、B2、C2、D2、E2、F2；则首先计算A1点的码相位与A2的码相位差值，然后计算A1点的码相位与B2的码相位差值，下一个计算A1点的码相位与C2的码相位差值，依次类推，使得A1点的码相位与第二搜索结果中的每一个信号点的码相位进行差值比较；然后，再计算B1点的码相位与A2的码相位差值，B1点的码相位与B2的码相位差值，下一个计算B1点的码相位与C2的码相位差值，依次类推，使得B1点的码相位与第二搜索结果中的每一个信号点的码相位进行差值比较；依次类推，使得C2、D2、E2、F2都分别按照由大到小的顺序与第二搜索结果中的每一个信号点的码相位做差值比较。

步骤104：判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，判断频点差值是否小于预先设定的第二阈值，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，确定捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；当所述码相位差值大于或者等于预先设定的第一阈值时，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

由于，在实际的码相位和频域二维搜索中，首先会设置码相位谱线间隔和频域谱线间隔，码相位谱线间隔就是码相位精度，频域谱线间隔就是频谱精度，所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据频域谱线间隔和中频偏移量大小进行设置，其中，为了使得搜索结果的可用性和准确性更高，可根据以下方式进行设置：当中频偏移量小于频域谱线间隔的一半时，设置第二阈值等于中频偏移量；当中频偏移量大于或者等于频域谱线间隔的一半时，设置第二阈值等于频域谱线间隔。

由于判断的是由步骤103计算的码相位差值的大小，而且是一次只能进行一个差值的判断，当判断出满足条件的差值之后，就可以停止步骤103的差值处理。当然，也可以是由步骤103先计算出所有的码相位差值，然后在进行步骤104的判断处理；也可以是步骤103计算一个差值后，步骤104就进行一个差值的判断处理，依次类推，直到判断出满足条件的差值，或者将所有的差值判断完毕；也可以是步骤103计算多个差值后，步骤104再进行判断处理，依次类推，直到判断出，满足条件的差值，或者将所有的差值判断完毕。对此并不做具体限定，只有能够按照由大到小的顺序进行差值处理即可。

通过所述实施例一可知：本申请提供的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法能够通过对按照中频偏移量搜索得到的搜索结果，分别进行码相位、频点的差值对比，判决出捕获成功的码相位和对应的频点。这种捕获方法无需设置信噪比门限，避免了由于信噪比门限设置不合适导致的捕获成功率不高，捕获的精确度也不高。

实施例二

为了使得捕获的成功率更高，精确度更高，本申请还提供了一种对中频数据的利用率更高，更好的发挥中频数据的可用性的捕获方法，具体请参阅图2，另一种全球卫星导航信号的快速捕获方法的方法流程图，包括以下步骤：

步骤201：按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

步骤202：按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

步骤203：按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数。

比如：预先设定的中频偏移量是100Hz、预先设置的步长50Hz、预先设定的搜索次数是6次，步骤201是按照中频偏移量是100Hz进行搜索得到第一组搜索结果，步骤202是按照中频偏移量是150Hz进行搜索得到第二组搜索结果，步骤203具体是：依次按照中频偏移量为200Hz、250Hz、300Hz、350Hz进行二维搜索，依次得到第三搜索结果、第四搜索结果、第五搜索结果、第六搜索结果，每一次的中频偏移量等于上一次中频偏移量增加一个步长。这样通过步骤201～203进行的二维搜索，共得到六组搜索结果。

步骤204：选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

从步骤201～203搜索得到六组搜索结果中选取任意两组搜索结果，比如可以选取第1组和第2组，也可以选取第1组和第3组，也可以选取第1组和第4组，也可以选取第2组和第3组，具体选择哪两组在此并不做具体限定。

比如：选择六组中的第1组和第3组搜索结果进行分析，对第1组搜索结果和第3组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

将排序后的第1组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第3组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。具体差值处理过程已在实施例一中详细描述，在此不再赘述。当排序后的第1组搜索结果信号点对应的码相位为a1、b1、c1、d1，排序后的第2组搜索结果的信号点对应的码相位为a2、b2、c2、d2。

步骤205：判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值，当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，判断所述频点差值是否小于预先设定的第二阈值；当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功；否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；当所述码相位差值大于或者等于预先设定的第一阈值时，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据频域谱线间隔和中频偏移量进行设置；

比如：步骤204对于排序后的第1组的搜索结果信号点的码相位分别于排序后的第二组搜索结果中每一个信号点的码相位的差值，则步骤205是按照顺序进行差值判断，比如差值顺序是：a1-a2、a1-b2、a1-c2、a1-d2、b1-a2、b1-b2、b1-c2、b1-d2、c1-a2、c1-b2、c1-c2、c1-d2、d1-a2、d1-b2、d1-c2、d1-d2；首先判断a1-a2是否小于预先设定的第一阈值，如果大于如果小于第一阈值，就按照顺序对下一个码相位差值a1-b2进行判断处理，直到捕获成功或者将所有的码相位差值遍历判断完毕，再进行重新搜索。如果小于第一阈值，就判断a1和a2分别对应的频点p1和p2的差值p1-p2是否小于预设的第二阈值，如果小于第二阈值，表示捕获成功的码相位是a1、频点是该码相位对应的频点p1。否则，就按照顺序对下一个码相位差值a1-b1进行判断，依次类推，直到捕获成功或者将所有的码相位差值遍历判断完毕，再进行重新搜索。

再比如：当上述判断一直不满足判断条件，按照顺序直到判断出d1-b2的码相位和频点都满足判断条件时，则捕获成功的码相位是d1、频点是码相位d1对应的频点。如果一直判断到最后一个码相位差值d1-d2，仍旧不满足判断条件，则此次捕获失败，可以返回到步骤201进行新一轮的捕获。

当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，为了使得判断结果更可靠以及避免误判，本申请还提供了另一种全球定位导航信号的快速捕获方法，具体如图3所示，具体就是在步骤205：判断所述码相位差值大于预先设定的第一阈值之后，或者在判断频点差值大于预设的第二阈值之后，还包括：

步骤206：对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，判断所述差值是否大于预先设置的第三阈值，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，否则捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

由于接收机对接收到的卫星发送的GNSS信号，会进行相干和非相干叠加，并以该叠加结果为基准进行卫星导航信号的捕获，当相干和非相干叠加次数比较大时，第三阈值也会设置的大一点，当叠加次数比较小时，第三阈值应设置小一点，具体设置是根据实际叠加次数而定，该数值的设定主要是为了提高判断精准度。

步骤207：选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，当差值小于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败；

步骤208：对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则确定捕获失败。

比如：如果搜索了8组搜索结果、之前选中的是第1组和第2组，那么现在可以选取除了第1组和第2组的以外的其他任意两组搜索结果，可以选择第3组和第4组，可以选择第5组和第6组，可以选择第7组和第8组，可以选择第4组和第6组，可以选择第5组和第7组，只要不是选择第1组和第2组搜索结果，选取除了已被选择的两组，剩余的搜索结果中的任意两组搜索结果都可以，在此对于具体选择哪两组搜索结果并不做具体限定。

当选择第3组和第4组时，对这两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较，若差值大于预先设置的第三阈值，记录较大信噪比对应的码相位为C2，如果第3组的信噪比比较大，则记录第3组的最大信噪比对应的码相位为C2，如果差值小于预先设置的第三阈值时，则确定捕获失败。

为了使得整个卫星定位与导航系统更好的运作，更有效的运作，所述方法还包括：所述捕获成功之后，将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。

通过上述实施例二可以看出：本申请提供另一种全球卫星导航信号的快速捕获方法对中频数据的利用率更高，更好的发挥中频数据的可用性，按照不同的中频频率进行多次搜索得到多组搜索结果，对多组搜索结果中的任意两组进行码相位和频点的判断，以确定是否捕获成功，为了更好的提高捕获成功率和精确度，在码相位和频点不满足判断条件之后还通过判断两组搜索结果的最大信噪比的差值是否满足阈值条件，以此判断出是否捕获成功，这样处理，也无需通过设置信噪比门限进行判断，避免了由于捕获门限设置不当导致的捕获成功率不高或者捕获的精准度不高的问题。

实施例三

与上述实施例一中的方法相对应，本申请还提供了一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，具体请参阅图4，其为本申请实施例三揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获装置的装置结构图，该装置包括：第一搜索模块401、第二搜索模块402、第一差值模块403、第一判断模块404和第二判断模块405。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构及其连接关系。

第一搜索模块401，用于按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

第二搜索模块402，用于按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

第一差值模块403，用于按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

第一判断模块404，用于依次判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述判断结果为是时，进行第二判断模块处理；否则，进行判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

第二判断模块405，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置；

优选的，所述第一差值模块403，包括：排序子模块403A和差值子模块403B。

排序子模块403A，用于对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

差值子模块403B，用于将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

通过上述实施例三可以看出，本申请提供的一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，能够通过各个模块之间的相互作业，实现对分组搜索得到搜索结果进行码相位和频点的严格判断，确定是否捕获成功，从而提高捕获处理的精确率和成功率。

实施例四

与上述实施例二中的方法相对应，本申请还提供了另一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，具体请参阅图5，其为本申请实施例四揭示的一种全球卫星导航信号的快速捕获装置的装置结构图，该装置包括：第一搜索模块501、第二搜索模块502、第三搜索模块503、第一差值模块504、第一判断模块505和第二判断模块506。下面结合该装置的工作原理进一步介绍其内部结构及其连接关系。

第一搜索模块501，用于按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

第二搜索模块502，用于按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

第三搜索模块503，用于按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数；

第一差值模块504，用于按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

第一判断模块505，用于依次判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述判断结果为是时，进行第二判断模块处理；否则，进行判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

第二判断模块506，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置。

优选的，所述第一差值模块504，包括：排序子模块504A和差值子模块504B，排序子模块504A，用于对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

差值子模块504B，用于将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

为了更好的利用中频数据，充分发挥中频数据的可用性，优选的，所述装置还包括：选择模块，用于选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，则，所述差值处理模块，具体为：

按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理。

为了使整个装置的判决准确性更好，避免产生误判，优选的，所述装置还包括：第二差值模块507，用于当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，捕获成功，否则捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

第三差值模块508，用于选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较；

第一确定模块509，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则捕获失败；

第二确定模块510，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败。

为了更好地使得整个卫星定位与导航系统高速有效的进行运作，优选的，所述装置还包括：传送单元511，用于将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。

通过上述实施例四可以看出：本申请提供的另一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，通过各个模块间的相互作用，能够准确判断出捕获成功的码相位和与其对应的频点，同时，还能够通过信噪比差值的判断，以确定捕获成功的码相位和与其对应的频点，提高了捕获成功率和捕获精准度，并且，更好的发挥了中频数据的可用性，提高了中频数据的利用率。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上对本发明所提供的一种全球卫星导航信号的快速捕获方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1.一种全球卫星导航信号的快速捕获方法，其特征在于，包括：

按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

依次判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；

当所述码相位差值小于预先设定的第一阈值时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置；

当所述码相位差值大于或者等于预先设定的第一阈值时，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理，包括：

对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照当前偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果之后，还包括：

按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，则，所述按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理，具体为：

按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，还包括：

对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，否则捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较；当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则捕获失败；

当差值小于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述捕获成功之后，还包括：

将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。

7.一种全球卫星导航信号的快速捕获装置，其特征在于，包括：

第一搜索模块，用于按照预先设定的中频偏移量进行频域和码域的二维搜索，并记录第一组搜索结果；

第二搜索模块，用于按照当前中频偏移量等于预先设定的中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录第二组搜索结果；

第一差值模块，用于按照信噪比由大到小的顺序分别对第一组搜索结果码相位与第二组搜索结果的码相位进行差值处理；

第一判断模块，用于依次判断所述码相位差值是否小于预先设定的第一阈值；当所述判断结果为是时，进行第二判断模块处理，否则，进行判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；

第二判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，对与码相位分别对应的频点进行差值处理，当频点差值小于预先设定的第二阈值时，表示捕获成功，否则，判断下一个码相位差值，直到所有的码相位差值遍历完毕；所述第一阈值小于等于二维搜索的码相位精度，所述第二阈值根据二维搜索的频谱精度和中频偏移量进行设置。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一差值模块，包括：

排序子模块，用于对第一组搜索结果和第二组搜索结果分别按照信噪比由大到小的顺序进行排序；

差值子模块，用于将排序后的第一组搜索结果中的每一个码相位分别与排序后的第二组搜索结果中的每一个码相位进行差值处理。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

第三搜索模块，用于按照当前偏移量等于前一个中频偏移量增加一个步长，进行频域和码域的二维搜索，并记录对应的搜索结果，共得到N组搜索结果；所述N为预先设定的搜索次数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

选择模块，用于选取N组搜索结果中的任意两组搜索结果进行分析，则，所述差值处理模块，具体为：

按照信噪比由大到小的顺序分别对所选取的第一组搜索结果码相位与所选取的第二组搜索结果的码相位进行差值处理。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

第二差值模块，用于当所述码相位差值大于预先设定的第一阈值时或者当所述频点差值大于预设的第二阈值时，对所选取的两组搜索结果中的最大信噪比进行差值对比，当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位C1和频点P1，捕获成功，否则，捕获失败；所述第三阈值，根据相干和非相干叠加次数预先设定；

第三差值模块，用于选取除已被选中的两组之外的其他任意两组搜索结果，对两组搜索结果中的最大信噪比进行差值比较；

第一确定模块，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，记录较大信噪比对应的码相位为C2，对记录的码相位C1和码相位C2进行差值比较，当差值小于预先设定的第一阈值时，表示捕获成功的码相位为C1和频点为P1，否则捕获失败；

第二确定模块，用于当差值大于预先设置的第三阈值时，确定捕获失败。

12.根据权利要求7至11中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

传送单元，用于将捕获成功的码相位和频点传送给牵引单元。