CN106338749A - 北斗卫星导航接收机及其nh码剥离、自相关方法及装置 - Google Patents

北斗卫星导航接收机及其nh码剥离、自相关方法及装置 Download PDF

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CN106338749A
CN106338749A CN201511026204.3A CN201511026204A CN106338749A CN 106338749 A CN106338749 A CN 106338749A CN 201511026204 A CN201511026204 A CN 201511026204A CN 106338749 A CN106338749 A CN 106338749A
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    • G01S19/01Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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Abstract

本发明适用于导航领域,提供了一种北斗卫星导航接收机及其NH码剥离、自相关方法及装置。所述NH码剥离方法包括:存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗NGEO卫星发送的D1导航电文;按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;分别将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离。在本发明中,由于在自相关运算时先将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离,因此能正确实现自相关的运算,且实现方法简单。

Description

北斗卫星导航接收机及其NH码剥离、自相关方法及装置
技术领域
本发明属于导航领域,尤其涉及一种北斗卫星导航接收机及其NH码剥离、自相关方法及装置。
背景技术
北斗卫星导航系统和GPS系统都是全球定位系统,在现如今的生活中起到越来越重要的作用,在导航、定位、授时、测速等领域中占据着非常重要的位置。当前中国的北斗卫星导航系统快速发展,同时支持GPS系统和北斗卫星导航系统的导航接收机必将会越来越普遍。导航接收机通常包括:天线、射频模块、基带信号处理模块和其他应用模块。其中,基带信号处理模块主要功能包括搜索到天空上的卫星并解调出正确的导航电文,产生用于导航、定位、授时、测速等应用的测量值。
在北斗卫星导航系统中,每一颗卫星发出的信号都由与该卫星唯一对应的伪随机码(Pseudo-Random Noise,PRN)进行调制,伪随机码的周期为1ms,所以经伪随机码调制后的数据信号是周期为1ms的粗码(CA码)。根据速率和结构不同,导航电文分为D1导航电文和D2导航电文。D1导航电文速率为50bps,并调制有速率为1kbps的二次编码,内容包含基本导航信息(本卫星基本导航信息、全部卫星历书信息、与其它系统时间同步信息);D2导航电文速率为500bps,内容包含基本导航信息和增强服务信息(北斗系统的差分及完好性信息和格网点电离层信息)。
非静地轨道(non Geostationary Earth Orbit,NGEO)卫星,包括中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)/倾斜地球同步轨道(Inclined GeosynchronousSatellite Orbit,IGSO)卫星的B1I信号播发D1导航电文,地球静止轨道卫星(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星的B1I信号播发D2导航电文。
D1导航电文上调制的二次编码是指在速率为50bps的D1导航电文上调制一个Neumann-Hoffman码(以下简称NH码)。该NH码周期为1个导航信息位的宽度,NH码1比特宽度则与扩频码周期相同。D1导航电文中一个信息位宽度为20毫秒,扩频码周期为1毫秒,因此采用20比特的NH码(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),码速率为1kbps,码宽为1毫秒,与导航信息码和扩频码同步调制。
需要卫星参与定位,首先必须得搜索到可见的卫星。由于每一颗卫星发出的信号都由与该卫星唯一对应的伪随机码进行调制,且该伪随机码具有良好的自相关性和互相关性。北斗卫星导航接收机通过对所接收到的卫星信号与北斗卫星导航接收机内部所复制的伪码进行自相关运算,检测自相关函数的峰值,从而确定接收信号中伪码的相位和该颗卫星是否可见并进入跟踪阶段。北斗NGEO卫星由于调制有NH码,因此在自相关运算时,应该对NH码进行剥离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种北斗卫星导航接收机及其NH码剥离、自相关方法及装置,旨在解决北斗NGEO卫星由于调制有NH码,因此在自相关运算时需要对NH码进行剥离的问题。
第一方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法,所述方法包括:
存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗非静地轨道(non Geostationary Earth Orbit,NGEO)卫星发送的D1导航电文;
按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;
分别将每次读取的数据乘NH(Neumann-Hoffman)码,从而将NH码剥离。
第二方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置,所述装置包括:
存储模块,用于存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗NGEO卫星发送的D1导航电文;
读取模块,用于按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;
乘NH码模块,用于分别将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离。
第三方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机,所述北斗卫星导航接收机包括上述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置。
第四方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机的自相关方法,所述方法包括:
采用上述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法对北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据进行NH码剥离;
将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
第五方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机的自相关装置所述装置包括:
上述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置;和
自相关模块,用于将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
第六方面,本发明提供了一种北斗卫星导航接收机,其特征在于,所述北斗卫星导航接收机包括上述的北斗卫星导航接收机的自相关装置。
在本发明中,由于在自相关运算时先将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离,因此能正确实现自相关的运算,且实现方法简单。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法的流程图。
图2是本发明实施例二提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置的结构示意图。
图3是本发明实施例三提供的北斗卫星导航接收机的自相关的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一:
请参阅图1,本发明实施例一提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法包括以下步骤:
S101、存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据。
在本发明实施例一中,北斗卫星中频信号是北斗NGEO卫星发送的D1导航电文,其周期是20ms。
S102、按次读取存储的数据。
由于NGEO卫星的周期为20ms,对于哪个1ms为周期的第1ms,需要假设周期内的20ms分别为比特周期的第1ms进行20种情况的假设。
在本发明实施例一中,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,具体为第一次读取存储的1ms-20ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-21ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-22ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-23ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-39ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms。
如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据,具体为第一次读取存储的1ms-21ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-22ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-23ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-24ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-40ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms。
S103、分别将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离。
在本发明实施例一中,如果每次读取存储的连续的20ms的数据,则S103具体可以为:
将读取的1ms-20ms的数据乘NH码,将读取的2ms-21ms的数据乘NH码,将读取的3ms-22ms的数据乘NH码,将读取的4ms-23ms的数据乘NH码,依此类推,将读取的20ms-39ms的数据乘NH码;
其中,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘-1。
如果每次读取存储的连续的21ms的数据,则S103具体可以为:
将读取的1ms-20ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘-1;然后将读取的2ms-21ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘-1;
将读取的2ms-21ms数据乘NH码,然后将读取的3ms-22ms数据乘NH码;
将读取的3ms-22ms数据乘NH码,然后将读取的4ms-23ms数据乘NH码;
将读取的4ms-23ms数据乘NH码,然后将读取的5ms-24ms数据乘NH码;
依此类推,将读取的20ms-39ms数据乘NH码,然后将读取的21ms-40ms数据乘NH码。
实施例二:
请参阅图2,本发明实施例二提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置包括:
存储模块11,用于存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗NGEO卫星发送的D1导航电文;
读取模块12,用于按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;
乘NH码模块13,用于分别将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离。
在本发明实施例二中,读取模块12用于每次读取存储的连续的20ms的数据时,具体为:
第一次读取存储的1ms-20ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-21ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-22ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-23ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-39ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms。
所述乘NH码模块13具体用于:
将读取的1ms-20ms的数据乘NH码,将读取的2ms-21ms的数据乘NH码,将读取的3ms-22ms的数据乘NH码,将读取的4ms-23ms的数据乘NH码,依此类推,将读取的20ms-39ms的数据乘NH码;
其中,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘-1。
在本发明实施例二中,读取模块12用于每次读取存储的连续的21ms的数据时,具体为:
第一次读取存储的1ms-21ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-22ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-23ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-24ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-40ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms。
所述乘NH码模块13具体用于:
将读取的1ms-20ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘-1;然后将读取的2ms-21ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘-1;
将读取的2ms-21ms数据乘NH码,然后将读取的3ms-22ms数据乘NH码;
将读取的3ms-22ms数据乘NH码,然后将读取的4ms-23ms数据乘NH码;
将读取的4ms-23ms数据乘NH码,然后将读取的5ms-24ms数据乘NH码;
依此类推,将读取的20ms-39ms数据乘NH码,然后将读取的21ms-40ms数据乘NH码。
本发明实施例还提供了一种北斗卫星导航接收机,所述北斗卫星导航接收机包括本发明实施例二提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置。
实施例三:
请参阅图3,本发明实施例三提供的北斗卫星导航接收机的自相关方法包括以下步骤:
S201、采用本发明实施例一提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法对北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据进行NH码剥离;
S202、将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
本发明实施例三中,对于复制的伪随机码的长度为2ms的情况,S202具体可以包括:
假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据;(其中1ms的数据的点为N,N等于2046,或大于2046,例如4092,当然也可以更多点。如果将1ms的数据对应2046个点,则相当于每个码片对应一个值,最后搜索相位的精度为1个码片,如果将1ms的数据对应4096个点,则相当于每个码片对应两个值,最后搜索相位的精度为0.5个码片。点数越多,精度越高,但FFT的计算点数也越多,硬件代价越大。)
将生成的1ms的数据进行N点的FFT运算;
复制长度为2ms的伪随机码;
将长度为2ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
将输出的FFT的结果取共轭;
将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的1ms的数据相乘;
对相乘后的结果进行IFFT运算(逆快速傅里叶运算);
对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值。
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据,然后执行后续相同的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值。对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。
本发明实施例三中,对于复制的伪随机码的长度为1ms的情况,S202具体可以包括:
假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的2ms-21ms数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;(其中2ms的数据的点为N,N等于2046,或大于2046,例如4092,当然也可以更多点。点数越多,精度越高,但FFT的计算点数也越多,硬件代价越大。)
将生成的2ms的数据进行N点的FFT运算;
复制长度为1ms的伪随机码;
将长度为1ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
将输出的FFT的结果取共轭;
将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的2ms的数据相乘;
对相乘后的结果进行IFFT运算(逆快速傅里叶运算);
对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值。
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的3ms-22ms数据乘NH码后,将3ms-22ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;然后执行后续相同的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值。对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。
实施例四:
本发明实施例四提供的北斗卫星导航接收机的自相关装置包括:
本发明实施例二提供的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置;和
自相关模块,用于将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
在本发明实施例四中,对于复制的伪随机码的长度为2ms的情况,所述自相关模块具体包括:
第一累加模块,用于假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据;
第一FFT运算模块,用于将生成的1ms的数据进行N点的FFT运算;
第一复制模块,用于复制长度为2ms的伪随机码;
第二FFT运算模块,用于将长度为2ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
第一共轭模块,用于将输出的FFT的结果取共轭;
第一相乘模块,用于将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的1ms的数据相乘;
第一IFFT运算模块,用于对相乘后的结果进行IFFT运算;
第一能量运算模块,用于对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
第一比较模块,用于比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值;
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,第一累加模块将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据,然后由后续相同的模块执行相应的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值,对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的模块执行相应的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
第二比较模块,用于比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
第一检测模块,用于将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。
在本发明实施例四中,对于复制的伪随机码的长度为1ms的情况,所述自相关模块具体包括:
第二累加模块,用于假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的2ms-21ms数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;
第三FFT运算模块,用于将生成的2ms的数据进行N点的FFT运算;
第二复制模块,用于复制长度为1ms的伪随机码;
第四FFT运算模块,用于将长度为1ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
第二共轭模块,用于将输出的FFT的结果取共轭;
第二相乘模块,用于将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的2ms的数据相乘;
第二IFFT运算模块,用于对相乘后的结果进行IFFT运算;
第二能量运算模块,用于对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
第三比较模块,用于比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值;
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,第二累加模块将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的3ms-22ms数据乘NH码后,将3ms-22ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;然后由后续相同的模块执行相应的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值,对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的模块执行相应的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
第四比较模块,用于比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
第二检测模块,用于将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。。
本发明实施例还提供了一种北斗卫星导航接收机,所述北斗卫星导航接收机包括本发明实施例四提供的北斗卫星导航接收机的自相关装置。
在本发明实施例中,由于在自相关运算时先将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离,因此能正确实现自相关的运算,且实现方法简单。
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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,所述的存储介质,如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法,其特征在于,所述方法包括:
存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗非静地轨道(non Geostationary Earth Orbit,NGEO)卫星发送的D1导航电文;
按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;
分别将每次读取的数据乘NH(Neumann-Hoffman)码,从而将NH码剥离。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述每次读取存储的连续的20ms的数据具体为:
第一次读取存储的1ms-20ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-21ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-22ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-23ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-39ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms;
所述分别将每次读取的数据乘NH码具体为:
将读取的1ms-20ms的数据乘NH码,将读取的2ms-21ms的数据乘NH码,将读取的3ms-22ms的数据乘NH码,将读取的4ms-23ms的数据乘NH码,依此类推,将读取的20ms-39ms的数据乘NH码;
其中,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的连续的20ms的数据的相应ms位置的值乘-1。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述每次读取存储的连续的21ms的数据具体为:
第一次读取存储的1ms-21ms的数据,假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,第二次读取存储的2ms-22ms的数据,假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,第三次读取存储的3ms-23ms的数据,假设读取的3ms的数据为比特周期的第1ms,第四次读取存储的4ms-24ms的数据,假设读取的4ms的数据为比特周期的第1ms,依此类推,第二十次读取存储的20ms-40ms的数据,假设读取的20ms的数据为比特周期的第1ms;
所述分别将每次读取的数据乘NH码具体为:
将读取的1ms-20ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的1ms-20ms的数据的相应ms位置的值乘-1;然后将读取的2ms-21ms数据乘NH码,NH码序列为(0,0,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0),如果NH码为0,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘1,如果NH码为1,则将读取的2ms-21ms的数据的相应ms位置的值乘-1;
将读取的2ms-21ms数据乘NH码,然后将读取的3ms-22ms数据乘NH码;
将读取的3ms-22ms数据乘NH码,然后将读取的4ms-23ms数据乘NH码;
将读取的4ms-23ms数据乘NH码,然后将读取的5ms-24ms数据乘NH码;
依此类推,将读取的20ms-39ms数据乘NH码,然后将读取的21ms-40ms数据乘NH码。
4.一种北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置,其特征在于,所述装置包括:
存储模块,用于存储北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据,北斗卫星中频信号是北斗NGEO卫星发送的D1导航电文;
读取模块,用于按次读取存储的数据,如果北斗卫星导航接收机进行自相关运算时,复制的伪随机码的长度为2ms,则每次读取存储的连续的20ms的数据,如果复制的伪随机码的长度为1ms,则每次读取存储的连续的21ms的数据;
乘NH码模块,用于分别将每次读取的数据乘NH码,从而将NH码剥离。
5.一种北斗卫星导航接收机,其特征在于,所述北斗卫星导航接收机包括权利要求4所述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置。
6.一种北斗卫星导航接收机的自相关方法,其特征在于,所述方法包括:
采用权利要求1至3任一项所述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离方法对北斗卫星中频信号经多普勒处理后的数据进行NH码剥离;
将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,
对于复制的伪随机码的长度为2ms的情况,所述将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算具体包括:
假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据;
将生成的1ms的数据进行N点的FFT运算;
复制长度为2ms的伪随机码;
将长度为2ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
将输出的FFT的结果取共轭;
将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的1ms的数据相乘;
对相乘后的结果进行IFFT运算;
对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值;
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成1ms的数据,然后执行后续相同的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值,对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,对于复制的伪随机码的长度为1ms的情况,所述将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算具体包括:
假设读取的1ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的1ms-20ms的数据乘NH码后,将1ms-20ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的2ms-21ms数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;
将生成的2ms的数据进行N点的FFT运算;
复制长度为1ms的伪随机码;
将长度为1ms的伪随机码进行FFT运算,输出FFT的结果;
将输出的FFT的结果取共轭;
将取共轭后的输出的FFT的结果与进行N点的FFT运算后的2ms的数据相乘;
对相乘后的结果进行IFFT运算;
对IFFT运算后的结果进行能量运算,得到N个能量值;
比较N个能量值得到读取的1ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值;
依此类推,
假设读取的2ms的数据为比特周期的第1ms,当将读取的2ms-21ms的数据乘NH码后,将2ms-21ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第一个1ms的数据,将第一个1ms的数据作为第1ms的数据;将读取的3ms-22ms数据乘NH码后,将3ms-22ms的数据中,每ms的相应点进行累加,生成第二个1ms的数据,将第二个1ms的数据作为第2ms的数据,从而生成2ms的数据;然后执行后续相同的步骤得到读取的2ms的数据为比特周期的第1ms时的最大能量值,对于假设读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms情况,均采用上述相同的步骤得到读取的3ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值;
比较读取的1ms-20ms的数据中的任一ms为比特周期的第1ms时的最大能量值,得到最大值;
将最大值与设定的峰值检测阈值进行比较,若大于设定的峰值检测阈值,则确认自相关成功,该颗卫星捕获成功。
9.一种北斗卫星导航接收机的自相关装置,其特征在于,所述装置包括:
权利要求4所述的北斗卫星导航接收机的NH码剥离装置;和
自相关模块,用于将经NH码剥离后的数据与北斗卫星导航接收机复制的伪随机码进行自相关运算。
10.一种北斗卫星导航接收机,其特征在于,所述北斗卫星导航接收机包括权利要求9所述的北斗卫星导航接收机的自相关装置。
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