CN111257913A - 北斗卫星信号捕获方法以及装置 - Google Patents

北斗卫星信号捕获方法以及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111257913A
CN111257913A CN201911201620.0A CN201911201620A CN111257913A CN 111257913 A CN111257913 A CN 111257913A CN 201911201620 A CN201911201620 A CN 201911201620A CN 111257913 A CN111257913 A CN 111257913A
Authority
CN
China
Prior art keywords
matrix
beidou
blocks
intermediate frequency
fourier transform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911201620.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111257913B (zh
Inventor
熊辉
孙鹏
文述生
陆民军
潘伟锋
沈建军
李宁
廖威
王江林
文军福
闫少霞
刘国光
姚林
陈柯萌
罗君
凌家龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South Surveying & Mapping Technology Co ltd
Yangtze River Communications Administration Ministry Of Transport
South GNSS Navigation Co Ltd
Original Assignee
South Surveying & Mapping Technology Co ltd
Yangtze River Communications Administration Ministry Of Transport
South GNSS Navigation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South Surveying & Mapping Technology Co ltd, Yangtze River Communications Administration Ministry Of Transport, South GNSS Navigation Co Ltd filed Critical South Surveying & Mapping Technology Co ltd
Priority to CN201911201620.0A priority Critical patent/CN111257913B/zh
Publication of CN111257913A publication Critical patent/CN111257913A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111257913B publication Critical patent/CN111257913B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种北斗卫星信号捕获方法以及装置，该方法包括：将北斗中频信号数据分割为第一区块，并生成伪码，将伪码分割为第二区块；分别对第一区块和第二区块进行快速傅里叶变换，并将第一区块的结果和与第二区块的结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换；将乘积结果填入矩阵中，并进行补零扩展为第一矩阵，对第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，取绝对值，并将第一矩阵进行叠加；根据第一矩阵数值最大的元素实现北斗卫星信号的捕获。本发明的卫星信号捕获时间短、硬件资源要求少且精度高，还能够用北斗系统星座的优势，优先对北斗卫星信号进行捕获，从而辅助其他星座的捕获，提高了卫星信号捕获的效率。

Description

北斗卫星信号捕获方法以及装置
技术领域
本发明涉及导航信号检测领域，尤其涉及一种北斗卫星信号捕获方法以及装置。
背景技术
北斗卫星导航定位系统﹝BeiDou(COMPASS)Navigation SatelliteSystem﹞是中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。相对于其他卫星导航系统，北斗卫星导航定位系统的空间段是混合星座，由三种不同轨道的卫星组成。北斗卫星导航系统的高轨卫星更多，抗遮蔽能力更强。对北斗系统的优先捕获，有利于基站系统的快速解算。
而卫星信号捕获的主要方法有串行捕获、并行捕获和匹配滤波器捕获。串行捕获是指在捕获伪码的过程中，每次滑动一个扩频码元相位进行相关运算，直到得到设定的相关值，则捕获成功转而进入码跟踪，此方法硬件实现简单，在扩频通信系统中得到了广泛的应用，但是捕获时间长，实时性差；并行捕获则对每种相位均设置了相关器，同时做相关运算，将与设定的相关值相同的相位作为捕获成功的相位，和串行捕获相比，并行捕获的捕获时间大大缩短了，但对硬件资源要求较多，实现起来较复杂；匹配滤波器捕获是利用匹配滤波的原理对整个扩频码元进行匹配相关以实现伪码的捕获，捕获时间短且易于实现，但该捕获方式精度低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种北斗卫星信号捕获方法以及装置，卫星信号捕获时间短、硬件资源要求少且精度高，还能够用北斗系统星座的优势，优先对北斗卫星信号进行捕获，从而辅助其他星座的捕获，提高了卫星信号捕获的效率。
为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种北斗卫星信号捕获方法，所述北斗卫星信号捕获方法包括：
S101：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为所述中频信号数据的一半的伪码，将所述伪码分割为与所述第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块；
S102：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与所述伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换；
S103：将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对所述第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加；
S104：获取所述第一矩阵数值最大的元素，根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
进一步地，所述将每段北斗中频信号数据分隔为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：
从接收的北斗卫星信号中选取长度大于预设长度的北斗中频信号数据，并分配处理所述北斗中频信号数据的通道。
进一步地，所述预设长度为2ms。
进一步地，所述将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：
将所述结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，m为每个区块的采样点数，n为所述中频信号数据的区块数；
对所述矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
进一步地，所述根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S105：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，则根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获，
若否，执行S101。
基于相同的发明构思，本申请还提出一种北斗卫星信号捕获装置，其中，所述北斗卫星信号捕获装置包括通信电路、处理器以及存储器，所述通信电路、处理器以及存储器相互耦合连接，所述通信电路用于传输指令和接收北斗卫星信号；所述存储器用于存储所述处理器执行的计算机程序以及在执行所述计算机程序时所产生的中间数据；所述处理器执行所述计算机程序时，实现如下所述的北斗卫星信号捕获方法：
S201：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为所述中频信号数据的一半的伪码，将所述伪码分割为与所述第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块；
S202：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与所述伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换；
S203：将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对所述第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加；
S204：获取所述第一矩阵数值最大的元素，根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
进一步地，所述将北斗中频信号数据分隔为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：
从接收的北斗卫星信号中选取预设长度的北斗中频信号数据，并分配处理所述北斗中频信号数据的通道。
进一步地，所述预设长度大于等于2ms。
进一步地，所述将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：
将所述乘积结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，m为每个区块的采样点数，n为所述中频信号数据的区块数；
对所述矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
进一步地，所述根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S205：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，则根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获，
若否，执行S201。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：将接收到的北斗中频数字信号分割为具有相同数量采样点的第一区块，通过第一区块与对应的伪码的第二区块获取北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟实现北斗卫星信号的捕获，捕获时间短、硬件资源要求少且精度高，还能够用北斗系统星座的优势，优先对北斗卫星信号进行捕获，从而辅助其他星座的捕获，提高了卫星信号捕获的效率。
附图说明
图1为本发明北斗卫星信号捕获方法一实施例的流程图；
图2为本发明北斗卫星信号捕获装置一实施例的结构图；
图3为本发明北斗卫星信号捕获装置中处理器执行的北斗卫星信号捕获方法一实施例的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
请参阅图1，其中，图1为本发明北斗卫星信号捕获方法一实施例的流程图。结合图1对本发明的北斗卫星信号捕获方法进行具体说明。
S1：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为中频信号数据的一半的伪码，将伪码分割为与第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块，将第一区块与第二区块一一对应。
在本实施例中，执行该北斗卫星信号捕获方法的设备为基准站接收机，在其他实施例中，该设备还可以为北斗接收机、RTK以及其他能够接收北斗卫星信号的导航设备在，在此不做限定。
在本实施例中，将北斗中频信号数据分隔为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：从接收的北斗卫星信号中选取大于预设长度的北斗中频信号数据，将该北斗中频信号数据分为多段，并分配优先处理该北斗中频信号数据的通道。
在本实施例中，预设长度为2ms，在其他实施例中，预设长度还可以为3ms、4ms以及其他长度，只需该长度的中频信号数据能够包括足够数量的采样点能够用于实现北斗卫星信号的捕获即可，在此不做限定。
其中，每个第一区块中的采样点数量可根据用户需求设定，在此不做赘述。
在一个具体的实施例中，将每一段中频信号数据分割为多个第一区块，其中每个第一区块均有m(m大于1)个采样点。同时，根据该中频信号数据生成长度为该段中频信号数据一半的伪码，其中，该伪码的采样率与该中频信号数据相同，将其分为多个第二区块，第二区块的数量为第一区块数量的一半，且第一区块与第二区块的长度相同。
S102：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换。
在本实施例中，按照中频信号数据中第一区块的排序，依次对每两个相邻的第一区块进行FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)，获取计算结果，并将与伪码中每两个相邻第二区块也进行快速傅里叶变换，取该傅里叶变换结果的共轭与中频数据中每两个相邻第一区块的傅里叶变换结果相乘，并对乘积结果进行IFFT(InverseFastFourierTransform,反向快速傅里叶变换)，获取进行IFFT后的乘积结果。
在一个具体的实施例中，第一区块的数量为2n，第二区块的数量为n，你为正整数。按照时间顺序对中频信号数据以及伪码包含的第一区块、第二区块排序。在获取IFFT后的乘积结果时，序号为i-1、i(1≦i≦n)的第一区块的傅里叶变换结果分别与序号为1、2,2、3…n-1、n的每两个相邻第二区块的傅里叶变换结果的共轭相乘，并对相乘后的乘积结果进行IFFT以获取IFFT后的乘积结果。
S103：将进行反向快速傅里叶变换的乘积结果填入矩阵中，并对矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加。
在本实施例中，将进行反向快速傅里叶变换的乘积结果填入矩阵中，并对矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：将乘积结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，(m*n)为矩阵的列数，n为矩阵的行数，m为每个区块的采样点数，n为中频信号数据的区块数；对矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
在一个具体的实施例中，第一区块的数量为2n，第二区块的数量为n，你为正整数。按照时间顺序对中频信号数据以及伪码包含的第一区块、第二区块排序。将乘积结果放入矩阵时，在矩阵第一行中1,2区块(为中频信号数据中编号为1,2的区块和伪码中编号为1,2区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵中列号为(1,2m)的元素，n-1,n区块(为中频信号数据中编号为n-1,n的区块和伪码中编号为n-1,n区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵第一行列号为(2m*(n-1)+1，2m*n)的元素。在矩阵的第n行，1,2区块(为中频信号数据中编号为n-1,n区块和伪码中编号为1,2区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵的(n,1-[2m])的元素，2,3区块对应(n,[2m+1]-4m)的元素，n-1,n区块(为中频信号数据中编号为2n-1,2n区块和伪码中编号为n-1,n区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应(1,[2m*(n-1)+1]-2m*n)的元素。
在获取第一矩阵后，将第一矩阵中的每一项取绝对值，并将不同时段的中频信号数据计算后获取的第一矩阵进行叠加，其中，叠加方式为将第一矩阵中位于相同位置的数据进行叠加。
S104：获取第一矩阵数值最大的元素，根据元素的位置确定北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
在本实施例中，根据第一矩阵中数值最大的元素对应的行和列判断，其中行数对应码延迟，列数对应多普勒频移。通过获取的码延迟和多普勒延迟确定该北斗卫星信号延迟，实现对该北斗卫星信号的捕获。
其中在根据元素的位置确定北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S105：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，执行S106，若否，执行S101。
在一个具体的实施例中，预设值为4，在其他实施例中，还可以为5、6以及其他大于4的数量，只需能够实现导航定位即可，在此不作限定。
S106：根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获。
通过对北斗卫星信号的解算获取基准接收机的位置信息以及其他能够辅助捕获其他星座的信息。
其中，北斗卫星信号的解算以及其他星座的捕获可以根据现有技术进行处理在，在此不做赘述。
相比现有技术，本发明北斗卫星信号捕获方法的有益效果在于：卫星信号捕获时间短、硬件资源要求少且精度高，还能够用北斗系统星座的优势，优先对北斗卫星信号进行捕获，从而辅助其他星座的捕获，提高了卫星信号捕获的效率。
基于相同的发明构思，本发明还提出一种北斗卫星信号捕获装置，请参阅图2、图3，图2为本发明北斗卫星信号捕获装置一实施例的结构图；图3为本发明北斗卫星信号捕获装置中处理器执行的北斗卫星信号捕获方法一实施例的流程图。结合图2和图3对本发明北斗卫星信号捕获装置作进一步说明。
本实施例的北斗卫星信号捕获装置包括通信电路、处理器以及存储器，通信电路、处理器以及存储器相互耦合连接，通信电路用于传输指令和接收北斗卫星信号；存储器用于存储处理器执行的计算机程序以及在执行计算机程序时所产生的中间数据；处理器执行所述计算机程序时，实现如下所述的北斗卫星信号捕获方法：
S201：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为中频信号数据的一半的伪码，将伪码分割为与所述第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块。
在本实施例中，该北斗卫星信号捕获装置为基准站接收机，在其他实施例中，该设备还可以为北斗接收机、RTK以及其他能够接收北斗卫星信号的导航设备在，在此不做限定。
在本实施例中，将北斗中频信号数据分隔为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：从接收的北斗卫星信号中选取大于预设长度的北斗中频信号数据，将该北斗中频信号数据分为多段，并分配优先处理该北斗中频信号数据的通道。
在本实施例中，预设长度为2ms，在其他实施例中，预设长度还可以为3ms、4ms以及其他长度，只需该长度的中频信号数据能够包括足够数量的采样点能够用于实现北斗卫星信号的捕获即可，在此不做限定。
其中，每个第一区块中的采样点数量可根据用户需求设定，在此不做赘述。
在一个具体的实施例中，将每一段中频信号数据分割为多个第一区块，其中每个第一区块均有m(m大于1)个采样点。同时，根据该中频信号数据生成长度为该段中频信号数据一半的伪码，其中，该伪码的采样率与该中频信号数据相同，将其分为多个第二区块，第二区块的数量为第一区块数量的一半，且第一区块与第二区块的长度相同。
S202：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换。
在本实施例中，按照中频信号数据中第一区块的排序，依次对每两个相邻的第一区块进行FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)，获取计算结果，并将与伪码中每两个相邻第二区块也进行快速傅里叶变换，取该傅里叶变换结果的共轭与中频数据中每两个相邻第一区块的傅里叶变换结果相乘，并对乘积结果进行IFFT(InverseFastFourierTransform,反向快速傅里叶变换)，获取进行IFFT后的乘积结果。
在一个具体的实施例中，第一区块的数量为2n，第二区块的数量为n，你为正整数。按照时间顺序对中频信号数据以及伪码包含的第一区块、第二区块排序。在获取IFFT后的乘积结果时，序号为i-1、i(1≦i≦n)的第一区块的傅里叶变换结果分别与序号为1、2,2、3…n-1、n的每两个相邻第二区块的傅里叶变换结果的共轭相乘，并对相乘后的乘积结果进行IFFT以获取IFFT后的乘积结果。
S203：将进行反向快速傅里叶变换的乘积结果填入矩阵中，并对矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加。
在本实施例中，将进行反向快速傅里叶变换的乘积结果填入矩阵中，并对矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：将乘积结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，(m*n)为矩阵的列数，n为矩阵的行数，m为每个区块的采样点数，n为中频信号数据的区块数；对矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
在一个具体的实施例中，第一区块的数量为2n，第二区块的数量为n，你为正整数。按照时间顺序对中频信号数据以及伪码包含的第一区块、第二区块排序。将乘积结果放入矩阵时，在矩阵第一行中1,2区块(为中频信号数据中编号为1,2的区块和伪码中编号为1,2区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵中列号为(1,2m)的元素，n-1,n区块(为中频信号数据中编号为n-1,n的区块和伪码中编号为n-1,n区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵第一行列号为(2m*(n-1)+1，2m*n)的元素。在矩阵的第n行，1,2区块(为中频信号数据中编号为n-1,n区块和伪码中编号为1,2区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应矩阵的(n,1-[2m])的元素，2,3区块对应(n,[2m+1]-4m)的元素，n-1,n区块(为中频信号数据中编号为2n-1,2n区块和伪码中编号为n-1,n区块反向傅里叶变换后的乘积结果)对应(1,[2m*(n-1)+1]-2m*n)的元素。
在获取第一矩阵后，将第一矩阵中的每一项取绝对值，并将不同时段的中频信号数据计算后获取的第一矩阵进行叠加，其中，叠加方式为将第一矩阵中位于相同位置的数据进行叠加。
S204：获取第一矩阵数值最大的元素，根据元素的位置确定北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
在本实施例中，根据第一矩阵中数值最大的元素对应的行和列判断，其中行数对应码延迟，列数对应多普勒频移。通过获取的码延迟和多普勒延迟确定该北斗卫星信号延迟，实现对该北斗卫星信号的捕获。
其中在根据元素的位置确定北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S205：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，执行S206，若否，执行S201。
在一个具体的实施例中，预设值为4，在其他实施例中，还可以为5、6以及其他大于4的数量，只需能够实现导航定位即可，在此不作限定。
S206：根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获。
通过对北斗卫星信号的解算获取基准接收机的位置信息以及其他能够辅助捕获其他星座的信息。
其中，北斗卫星信号的解算以及其他星座的捕获可以根据现有技术进行处理在，在此不做赘述。
相比现有技术，本发明北斗卫星信号捕获装置的有益效果在于：卫星信号捕获时间短、硬件资源要求少且精度高，还能够用北斗系统星座的优势，优先对北斗卫星信号进行捕获，从而辅助其他星座的捕获，提高了卫星信号捕获的效率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种北斗卫星信号捕获方法，其特征在于，所述捕获方法包括：
S101：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为所述中频信号数据的一半的伪码，将所述伪码分割为与所述第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块；
S102：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与所述伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换；
S103：将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对所述第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加；
S104：获取所述第一矩阵数值最大的元素，根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
2.如权利要求1所述的北斗卫星信号捕获方法，其特征在于，所述将每段北斗中频信号数据分隔为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：
从接收的北斗卫星信号中选取长度大于预设长度的北斗中频信号数据，并分配处理所述北斗中频信号数据的通道。
3.如权利要求2所述的北斗卫星信号捕获方法，其特征在于，所述预设长度为2ms。
4.如权利要求1所述的北斗卫星信号捕获方法，其特征在于，所述将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：
将所述结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，m为每个区块的采样点数，n为所述中频信号数据的区块数；
对所述矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
5.如权利要求1所述的北斗卫星信号捕获方法，其特征在于，所述根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S105：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，则根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获，
若否，执行S101。
6.一种北斗卫星信号捕获装置，其特征在于，所述北斗卫星信号捕获装置包括通信电路、处理器以及存储器，所述通信电路、处理器以及存储器相互耦合连接，
所述通信电路用于传输指令和接收北斗卫星信号；
所述存储器用于存储所述处理器执行的计算机程序以及在执行所述计算机程序时所产生的中间数据；
所述处理器执行所述计算机程序时，实现如下所述的北斗卫星信号捕获方法：
S201：将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块，并生成长度为所述中频信号数据的一半的伪码，将所述伪码分割为与所述第一区块具有相同长度和相同采样率的第二区块；
S202：分别对每两个相邻第一区块和每两个相邻第二区块进行快速傅里叶变换，并将每两个相邻第一区块的快速傅里叶变换结果和与所述伪码中每两个相邻第二区块的快速傅里叶变换结果的共轭相乘，并对乘积结果进行反向快速傅里叶变换；
S203：将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵，对所述第一矩阵的每一列进行傅里叶变换，将傅里叶变换的结果的绝对值放入第一矩阵中，将每段中频信号数据对应的第一矩阵进行叠加；
S204：获取所述第一矩阵数值最大的元素，根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获。
7.如权利要求6所述的北斗卫星信号捕获装置，其特征在于，所述将每段北斗中频信号数据分割为至少两个具有相同数量采样点的第一区块的步骤之前还包括：
从接收的北斗卫星信号中选取预设长度的北斗中频信号数据，并分配处理所述北斗中频信号数据的通道。
8.如权利要求7所述的北斗卫星信号捕获装置，其特征在于，所述预设长度大于等于2ms。
9.如权利要求6所述的北斗卫星信号捕获装置，其特征在于，所述将进行反向快速傅里叶变换的所述乘积结果填入矩阵中，并对所述矩阵进行补零扩展为第一矩阵的步骤具体包括：
将所述乘积结果填入(m*n)*n的矩阵中，其中，m为每个区块的采样点数，n为所述中频信号数据的区块数；
对所述矩阵进行补零扩展形成大小为(m*n)*(beta*n)的第一矩阵，其中，beta为正整数。
10.如权利要求6所述的北斗卫星信号捕获装置，其特征在于，所述根据所述元素的位置确定所述北斗中频信号数据的码延迟和多普勒延迟以实现北斗卫星信号的捕获的步骤之后还包括：
S205：判断不获取的北斗卫星信号数量是否大于等于预设值，若是，则根据北斗卫星信号进行解算，并通过解算后获取的信息实现其他的星座捕获，
若否，执行S201。
CN201911201620.0A 2019-11-29 2019-11-29 北斗卫星信号捕获方法以及装置 Active CN111257913B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911201620.0A CN111257913B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 北斗卫星信号捕获方法以及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911201620.0A CN111257913B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 北斗卫星信号捕获方法以及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111257913A true CN111257913A (zh) 2020-06-09
CN111257913B CN111257913B (zh) 2024-04-30

Family

ID=70948552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911201620.0A Active CN111257913B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 北斗卫星信号捕获方法以及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111257913B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113820732A (zh) * 2021-08-06 2021-12-21 荣耀终端有限公司 一种导航方法及装置
CN114280638A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 广东邦盛北斗科技股份公司 一种弱信号环境下北斗信号捕获方法、系统及云平台
CN117724117A (zh) * 2024-02-06 2024-03-19 中国科学院国家空间科学中心 反射探测方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388384A (zh) * 2001-05-26 2003-01-01 华为技术有限公司 一种提高接收信号波达方向估计准确度的方法
DE102004061051A1 (de) * 2004-12-18 2006-07-06 Chung-Shan Institute Of Science And Technology, Lung-Tan Gerät und Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals
US20080143598A1 (en) * 2006-09-27 2008-06-19 Purdue Research Foundation Methods for improving computational efficiency in a global positioning satellite receiver
CN101625404A (zh) * 2008-07-09 2010-01-13 杭州中科微电子有限公司 Gps信号大规模并行快速捕获方法及其模块
CN102662183A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 桂林电子科技大学 Gps信号捕获方法与系统
CN103532896A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 联芯科技有限公司 可变带宽系统的定时估计方法和装置
EP2811320A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-10 Astrium Limited Receiver and method for direct sequence spread spectrum signals
CN106291613A (zh) * 2016-08-03 2017-01-04 航天恒星科技有限公司 一种卫星信号捕获方法及装置
CN107677272A (zh) * 2017-09-08 2018-02-09 哈尔滨工程大学 一种基于非线性信息滤波的auv协同导航方法
CN107907893A (zh) * 2017-11-16 2018-04-13 北京卫星信息工程研究所 基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法
EP3312833A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-25 Holosbase GmbH Decoding and encoding apparatus and corresponding methods
CN107976696A (zh) * 2017-11-13 2018-05-01 中国人民解放军国防科技大学 一种高动态微弱l1cp信号的快速捕获方法
WO2018107441A1 (zh) * 2016-12-15 2018-06-21 深圳开阳电子股份有限公司 用于卫星导航系统的信号捕获方法及接收机
CN108199988A (zh) * 2018-01-02 2018-06-22 天津大学 频率域gfdm低复杂度最小均方误差接收方法及接收机
WO2019136750A1 (zh) * 2018-01-15 2019-07-18 深圳鲲云信息科技有限公司 人工智能计算辅助处理装置、方法、存储介质、及终端

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1388384A (zh) * 2001-05-26 2003-01-01 华为技术有限公司 一种提高接收信号波达方向估计准确度的方法
DE102004061051A1 (de) * 2004-12-18 2006-07-06 Chung-Shan Institute Of Science And Technology, Lung-Tan Gerät und Verfahren zum Definieren eines Symbol-Zeitfensters und zum Erfassen eines Signals
US20080143598A1 (en) * 2006-09-27 2008-06-19 Purdue Research Foundation Methods for improving computational efficiency in a global positioning satellite receiver
CN101625404A (zh) * 2008-07-09 2010-01-13 杭州中科微电子有限公司 Gps信号大规模并行快速捕获方法及其模块
CN102662183A (zh) * 2012-04-27 2012-09-12 桂林电子科技大学 Gps信号捕获方法与系统
CN103532896A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 联芯科技有限公司 可变带宽系统的定时估计方法和装置
EP2811320A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-10 Astrium Limited Receiver and method for direct sequence spread spectrum signals
CN106291613A (zh) * 2016-08-03 2017-01-04 航天恒星科技有限公司 一种卫星信号捕获方法及装置
EP3312833A1 (en) * 2016-10-19 2018-04-25 Holosbase GmbH Decoding and encoding apparatus and corresponding methods
WO2018107441A1 (zh) * 2016-12-15 2018-06-21 深圳开阳电子股份有限公司 用于卫星导航系统的信号捕获方法及接收机
CN107677272A (zh) * 2017-09-08 2018-02-09 哈尔滨工程大学 一种基于非线性信息滤波的auv协同导航方法
CN107976696A (zh) * 2017-11-13 2018-05-01 中国人民解放军国防科技大学 一种高动态微弱l1cp信号的快速捕获方法
CN107907893A (zh) * 2017-11-16 2018-04-13 北京卫星信息工程研究所 基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法
CN108199988A (zh) * 2018-01-02 2018-06-22 天津大学 频率域gfdm低复杂度最小均方误差接收方法及接收机
WO2019136750A1 (zh) * 2018-01-15 2019-07-18 深圳鲲云信息科技有限公司 人工智能计算辅助处理装置、方法、存储介质、及终端

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG, JN: "Weak GPS signal acquisition method based on DBZP", 《 JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS》, 14 May 2018 (2018-05-14), pages 236 - 243 *
吕珊珊: "高动态扩频弱信号的捕获技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 社会科学Ⅰ辑》, 15 February 2019 (2019-02-15), pages 112 - 49 *
张文: "无辅助的GNSS信号检测技术研究", 《中国优秀博士学位论文全文数据库 信息科技辑》, pages 136 - 32 *
李仰志;程剑;吕晶;李广侠;李志强;: "基于Walsh变换的GPS C/A码快速捕获算法", 电子学报, no. 06, 15 June 2011 (2011-06-15) *
胡铁乔;韩煜昕;杨焕芹;: "精度改进的B1频点快速捕获算法及FPGA实现", 中国民航大学学报, no. 06, 15 December 2016 (2016-12-15) *
谢非; 刘建业; 李荣冰; 徐昭: "北斗QPSK调制信号多星联合捕获算法", 《系统工程与电子技术》, 27 March 2014 (2014-03-27), pages 1595 - 1601 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113820732A (zh) * 2021-08-06 2021-12-21 荣耀终端有限公司 一种导航方法及装置
CN114280638A (zh) * 2021-12-22 2022-04-05 广东邦盛北斗科技股份公司 一种弱信号环境下北斗信号捕获方法、系统及云平台
CN117724117A (zh) * 2024-02-06 2024-03-19 中国科学院国家空间科学中心 反射探测方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质
CN117724117B (zh) * 2024-02-06 2024-04-12 中国科学院国家空间科学中心 反射探测方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111257913B (zh) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111257913B (zh) 北斗卫星信号捕获方法以及装置
EP1712010B1 (en) Rapid acquisition methods and apparatus for gps signals background
EP2182645B1 (en) Method and system for spread spectrum signal acquisition
US20170139053A1 (en) Simultaneous signal reception device of different satellite navigation systems
US7526015B2 (en) Parallel correlator implementation using hybrid correlation in spread-spectrum communication
US9065549B2 (en) Correlation calculating method, satellite signal capturing method, and correlation calculating circuit
Alaqeeli et al. Real-time acquisition and tracking for GPS receivers
US7920093B2 (en) Methods for improving computational efficiency in a global positioning satellite receiver
Leclère et al. Acquisition of modern GNSS signals using a modified parallel code-phase search architecture
CN110045397B (zh) 一种基于fpga的l5信号捕获方法及装置
US10042056B2 (en) Signal processing method for ultra-fast acquisition and tracking of severely attenuated spread spectrum signals with doppler frequency and apparatus thereof
WO2009103570A1 (en) Processing received satellite radio signals
US8362953B2 (en) Sequential chip correlation array
CN106291610B (zh) Gnss信号压缩捕获装置的压缩相关模块及实现方法
CN106291613A (zh) 一种卫星信号捕获方法及装置
CN116745647A (zh) 现代化的消费者级gnss次级码捕获和信号跟踪
CN101063717B (zh) 一种用fft进行gps信号捕获的方法
CN106291618B (zh) Gnss信号压缩捕获装置的恢复模块及实现方法
US7558312B2 (en) Parallel correlator implementation using block integration for spread-spectrum communication
US7936846B2 (en) Low gate count sequential multitap correlator
Zhang et al. Improved fast modified double-block zero-padding (FMDBZP) algorithm for weak GPS signal acquisition
US20120274512A1 (en) Signal Processing Method, Device and System
Gunawardena et al. Real time block processing engine for software GNSS receivers
US7590828B2 (en) Processing a data word in a plurality of processing cycles
CN101275996A (zh) 对全球导航卫星系统信号执行相关性运算的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant