CN111610539A - 基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置 - Google Patents

基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置 Download PDF

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CN111610539A CN202010500051.6A CN202010500051A CN111610539A CN 111610539 A CN111610539 A CN 111610539A CN 202010500051 A CN202010500051 A CN 202010500051A CN 111610539 A CN111610539 A CN 111610539A
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Abstract

本发明公开了一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置，包括卫星信号获取模块、信号分段模块、相关模块、重构模块和比较判决模块，首先对接收的BOC信号进行下变频和数模转换后，与本地载波进行混频；其次将相关函数的每个码片拆分和补零后，重组构成多段支路信号；并对所述支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号；最后根据转换规则对支路非相干积分信号进行重构，并将得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行取模相乘，将得到的检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰。

Description

基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置
技术领域
本发明涉及卫星导航信号处理技术领域，尤其涉及一种基于分段重构的 BOC(n,n)信号捕获方法及装置。
背景技术
随着北斗三号卫星的成功发射，北斗导航系统正式进入全球组网时代，与全球导航卫星系统相一致，北斗三号卫星信号采用二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制方式。与传统的二进制相移键控(Binary phase shift keying, BPSK)调制方式相比，该调制方式能够解决各卫星导航系统间信号干扰、频段拥挤、互不兼容等问题。同时，由于BOC调制信号的主峰尖锐，其具有更强的抗多径性能和更好的码跟踪精度。但是，由于BOC调制信号的自相关函数具有多个峰值，容易引发误捕，增加了捕获的不确定性。目前，主要的消除BOC信号相关函数副峰的方法主要为两类：基于频域处理和基于时域处理。基于频域处理的方法主要包含BPSK_Like方法。该方法利用BOC调制信号的上下边带频率特性一致、频带宽度一致、能量一致，将BOC调制信号的两个边带作为一个信号进行相干解调，得到检测量的相关峰为一个单峰。但是其相关主峰跨度被拉宽1码片，从而失去了BOC信号窄相关性。基于时域处理的方法中主要包含自相关边锋消除法(ASPeCT)。该方法采用BOC(n,n)信号自相关函数的平方减去其与PRN序列互相关函数的平方，做边锋相消处理，有效抑制了相同码相位处的边峰，但是该方法对多峰性的消除并不完全。因此，研究既保留BOC信号窄峰特性，且完全消除信号副峰捕获的方法成为了学术讨论的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于分段重构的BOC(n,n) 信号捕获方法，包括：
对接收的BOC信号进行处理和转换后，与本地载波混频；
对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号；
对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号；
根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，得到第一向量函数信号和第二向量函数信号；
将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘后，判断信号是否被准确捕获。
其中，所述对接收的BOC信号进行处理和转换后，与本地载波混频，包括：
对接收的BOC信号进行下变频处理后，利用数模转换器对得到的中频BOC 信号进行数模转换，并将得到的数字中频BOC信号与本地载波混频，剥离载波。
其中，所述对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号，包括：
将本地副载波与伪码波形信号相关，得到相关函数，并利用所述本地副载波的四分之一周期将所述相关函数的每个码片拆分为四段。
其中，所述对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号，还包括：
对四段所述码片补零至与所述相关函数长度相等后，按照拆分顺序将补零后的四段所述码片重组构成四段支路信号。
其中，所述对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号，包括：
对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，其中所述输入信号为与本地载波混频的数字中频BOC信号。
其中，所述对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号，还包括：
对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号。
其中，根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，得到第一向量函数信号和第二向量函数信号，包括：
将所述支路非相干积分信号进行重构，分别得到第一向量函数和第二向量函数对应的正表达式和负表达式，并将所述正表达式和所述负表达式分别平方后做差，得到对应的第一向量函数信号和第二向量函数信号。
其中，将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘后，判断信号是否被准确捕获，包括：
将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘，并将得到的检测函数的函数值与检测门限值进行比较，若所述函数值超过检测门限值，则认为信号被准确捕获；若所述函数值没有超过检测门限值，则认为信号没有被准确捕获。
第二方面，本方面提供一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置，所述基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置包括卫星信号获取模块、信号分段模块、相关模块、重构模块和比较判决模块，所述卫星信号获取模块、所述信号分段模块、所述相关模块、所述重构模块和所述比较判决模块依次连接；
所述卫星信号获取模块，用于对接收的BOC信号进行下变频处理后，利用数模转换器对得到的中频BOC信号进行数模转换，并将得到的数字中频BOC 信号与本地载波混频，剥离载波；
所述信号分段模块，用于对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号；
所述相关模块，用于对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号；
所述重构模块，用于将根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行转换，得到检测函数；
所述比较判决模块，用于将所述检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获。
本发明的一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置，所述基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置包括卫星信号获取模块、信号分段模块、相关模块、重构模块和比较判决模块，首先对接收的BOC信号进行下变频和数模转换后，与本地载波进行混频；其次利用本地副载波的四分之一周期将相关函数的每个码片拆分和补零后，重组构成四段支路信号；其次对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号；最后根据转换规则对所述支路非相关积分信号进行重构，并将得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行取模相乘，将得到的检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰。
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是本发明提供的一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法的步骤示意图。
图2是本发明提供的一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置的结构示意图。
图3是本发明提供的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法流程图。
图4是本发明提供的BOC(n,n)信号拆分过程图。
图5是本发明提供的BOC(n,n)支路相关函数生成图。
图6是本发明提供的BOC(n,n)第一向量函数生成过程图。
图7是本发明提供的BOC(n,n)第二向量函数生成过程图。
图8是本发明提供的BOC(n,n)最终检测函数生成过程图。
图9是本发明提供的BOCs(n,n)信号二维捕获相关峰对比图。
图10是本发明提供的BOCs(n,n)信号检测概率对比图。
1-卫星信号获取模块、2-信号分段模块、3-相关模块、4-重构模块、5-比较判决模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，包括：
S101、对接收的BOC信号进行处理和转换后，与本地载波混频。
具体的，对接收的BOC信号进行下变频处理后，得到中频BOC信号，利用数模转换器对得到的中频BOC信号进行数模转换，得到数字离散信号即数字中频BOC信号，并将得到的数字中频BOC信号与本地载波混频，剥离载波。其中，接收的所述BOC信号的数学模型为：
Figure RE-GDA0002572743120000051
其中，Ps为信号功率，D(t)为卫星导航数据，sc(t)为伪码信号，sχ(t)为副载波信号，τ为码延迟相位，fIF为中频频率，fd为多普勒频率，θ为载波初始相位，n(t)为噪声信号。
S102、对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号。
具体的，将本地副载波sχ(t)与伪码波形信号sc(t)相关，得到相关函数sL(t)：
Figure RE-GDA0002572743120000052
其中，Nc为伪码码长；ca为伪码序列符号；
Figure RE-GDA0002572743120000053
是幅度为1，周期为Tc的矩形脉冲波；Tc是一个伪码码片的宽度；cb是副载波脉冲电平值；Nc是单个伪码对应的脉冲个数；
Figure RE-GDA0002572743120000054
是幅度为1，持续时长为Tχ的副载波脉冲，且Tχ＝Tc/k。针对 BOC(n,n)信号，Tχ＝Tc/2。其中，本地副载波sχ(t)与伪码波形信号sc(t)相关是在 MATLAB中实现，利用点乘实现相关。
并利用所述本地副载波sχ(t)的四分之一周期将所述相关函数sL(t)的每个码片拆分为四段，分别为
Figure RE-GDA0002572743120000055
如图4所以提供的BOC(n,n) 信号拆分过程图所示。然后对四段所述码片补零，恢复与原所述相关函数的长度相等后，按照拆分时的顺序，将补零后的四段所述码片进行重组，构成四段支路信号
Figure RE-GDA0002572743120000056
具体模型为：
Figure RE-GDA0002572743120000061
其中，
Figure RE-GDA0002572743120000062
表示以一个伪码宽度的1/4长度为基准相对应的副载波脉冲电平值；且
Figure RE-GDA0002572743120000063
经上述分段过程，有：
Figure RE-GDA0002572743120000064
S103、对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号。
具体的，对所述支路信号进行快速傅里叶变换(FFT)和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号
Figure RE-GDA0002572743120000065
其中所述输入信号为与本地载波混频的数字中频BOC信号；然后对所述支路相关信号
Figure RE-GDA0002572743120000066
依次经过逆快速傅里叶变换(IFFT)和积分运算，得到支路非相干积分信号
Figure RE-GDA00025727431200000617
Figure RE-GDA00025727431200000618
其中，
Figure RE-GDA0002572743120000069
表示各支路相关函数；Δτ表示延迟码相位；Δfd表示多普勒频移偏差；
Figure RE-GDA00025727431200000610
表示相互独立的白噪声。
Figure RE-GDA00025727431200000611
的具体模型为：
Figure RE-GDA00025727431200000612
利用上述公式推导，容易得出通过本地相关序列分段重构得到的支路相关函数经相加运算，可以得到BOC信号的自相关函数。具体的公式推导为：
Figure RE-GDA00025727431200000613
S104、根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，得到第一向量函数信号和第二向量函数信号。
具体的，如图5所提供的BOC(n,n)支路相关函数生成图所示，表明支路相关函数
Figure RE-GDA00025727431200000614
之间存在平移翻转的关系，相加后可以得到BOC信号相关函数 R(τ)。将所述支路非相干积分信号经分段重构后生成的支路相关函数
Figure RE-GDA00025727431200000615
形状相同，包括
Figure RE-GDA00025727431200000616
互相之间存在着一定的平移翻转关系，对所述非相干积分信号进行平移翻转后，分别得到第一向量函数和第二向量函数对应的正表达式和负表达式，其中，第一向量函数的正表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000071
第一向量函数的负表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000072
第二向量函数的正表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000073
第二向量函数的负表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000074
并将所述正表达式和所述负表达式分别平方后做差，得到对应的第一向量函数信号
Figure RE-GDA0002572743120000075
和第二向量函数信号
Figure RE-GDA0002572743120000076
分别如图6所提供的BOC(n,n)第一向量函数生成过程图和如图7所提供的BOC(n,n)第二向量函数生成过程图所示，其中，图6中，
Figure RE-GDA00025727431200000715
表示第一向量加函数信号；
Figure RE-GDA0002572743120000077
表示第一向量减函数信号；两者取模方相减后得到第一向量函数信号
Figure RE-GDA0002572743120000078
图7中，
Figure RE-GDA0002572743120000079
表示第二向量加函数信号；
Figure RE-GDA00025727431200000710
表示第二向量减函数信号；两者取模方相减后得到第二向量函数信号
Figure RE-GDA00025727431200000711
S105、将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘后，判断信号是否被准确捕获。
具体的，将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘，得到最终的检测函数
Figure RE-GDA00025727431200000712
如图8所提供的BOC(n,n)最终检测函数生成过程图所示，其中，
Figure RE-GDA00025727431200000713
表示第一向量函数信号；
Figure RE-GDA00025727431200000714
表示第二向量函数信号；两者取模后相乘得到最终检测函数V；并将得到的检测函数的函数值与检测门限值进行比较，若所述函数值超过检测门限值，则认为信号被准确捕获，若所述函数值没有超过检测门限值，则认为信号没有被准确捕获，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰的捕获。
请参阅图2，本发明提供一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置，所述基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置包括卫星信号获取模块1、信号分段模块2、相关模块3、重构模块4和比较判决模块5，所述卫星信号获取模块1、所述信号分段模块2、所述相关模块3、所述重构模块4和所述比较判决模块5 依次连接；
所述卫星信号获取模块1，用于对接收的BOC信号进行下变频处理后，利用数模转换器对得到的中频BOC信号进行数模转换，并将得到的数字中频BOC 信号与本地载波混频，剥离载波；
所述信号分段模块2，用于对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号；
所述相关模块3，用于对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号；
所述重构模块4，用于将根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行转换，得到检测函数；
所述比较判决模块5，用于将所述检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获。
在本实施方式中，首先利用所述卫星信号获取模块1对接收的BOC信号进行下变频处理，得到中频BOC信号，通过数模转换器，获得数字离散信号。将数字中频BOC信号与本地载波混频；然后在信号分段模块2中，经过时域控制器利用所述本地副载波的四分之一周期将所述相关函数的每个码片拆分为四段，并经过补零重组后，得到四段支路信号；接着在所述相关模块3中，对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号；按照转换规则对所述支路相关函数进行转换后，进行取模相乘，得到最终检测函数；最后在比较判决模块5中，将所述最终检测函数与检测门限值进行比较，判定信号是否被准确捕获，其中，所接收的BOC信号来源于真是卫星发射信号或卫星信号模拟器所发出的卫星信号，所述卫星信号获取模块1、所述信号分段模块2、所述相关模块 3、所述重构模块4和所述比较判决模块5均存储于一种计算机可读写存储介质，所述存储介质通过计算机处理器执行模块成像，实现对BOC信号捕获的所有步骤。
如图3所提供的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法流程图所示，首先对接收的BOC信号进行下变频和数模转换后，与本地载波进行混频；其次利用本地副载波的四分之一周期将本地副载波sχ(t)与伪码波形信号sc(t)相关得到的相关函数的每个码片拆分为四段，分别为
Figure RE-GDA0002572743120000081
对四段所述码片补零至与所述相关函数长度相等后，按照拆分顺序将补零后的四段所述码片重组构成四段支路信号；其次对四段所述支路信号进行快速傅里叶变换 (TTF)和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，分别为
Figure RE-GDA0002572743120000091
并对所述支路相关信号进行非相干积分即逆快速傅里叶变换(IFFT)和积分运算，得到支路非相干积分信号，分别为
Figure RE-GDA0002572743120000092
将第一支路非相关积分信号与第四支路非相关积分信号按照重构规则重构，第二支路非相关积分信号和第三支路非相关积分信号进行按照重构规则重构，分别得到第一向量函数和第二向量函数对应的正表达式和负表达式，其中，第一向量函数的正表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000093
第一向量函数的负表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000094
第二向量函数的正表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000095
第二向量函数的负表达式为
Figure RE-GDA0002572743120000096
并将所述正表达式和所述负表达式分别平方后做差，得到对应的第一向量函数信号
Figure RE-GDA0002572743120000097
和第二向量函数信号
Figure RE-GDA0002572743120000098
将得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行取模相乘，将得到的最终检测函数V与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰的捕获，如图10所提供的BOC(n,n)信号检测概率对比图所示，主要证明本文提出的分段重构法对比其他算法具有更高的检测概率，在信噪比为-28dB时，检测概率为 0.918，高于其他方法。通过拆分本地BOC信号，实现自相关函数的拆分。这种拆分方式能够将自相关函数拆分成具有一定变换规律的四段支路相关函数。利用拆分后形成的支路相关函数重构组合，达到消除BOC(n,n)信号模糊度的目的。本发明能够完全消除副峰干扰不同相位副载波调制的BOC信号，准确捕获BOC 信号的码相位和多普勒频率。利用该方法完成捕获的BOC信号主峰跨度约0.25 个伪码码片宽度如图9所提供的BOC(n,n)信号二维捕获相关峰对比图所示，证明本文提出的分段重构法对比其他算法主峰更窄，完全消除副峰，保留了BOC 信号的窄峰特性，提高了BOC信号的捕获精度。同时降低了捕获时延，提高了捕获效率。
本发明的一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法及装置，所述基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置包括卫星信号获取模块1、信号分段模块2、相关模块3、重构模块4和比较判决模块5，首先对接收的BOC信号进行下变频和数模转换后，与本地载波进行混频；其次利用本地副载波的四分之一周期将相关函数的每个码片拆分和补零后，重组构成四段支路信号；其次对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号；最后根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，并将得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行取模相乘，将得到的检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获，能够保留BOC信号窄峰特性，且完全消除副峰。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，包括：
对接收的BOC信号进行处理和转换后，与本地载波混频；
对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号；
对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号；
根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，得到第一向量函数信号和第二向量函数信号；
将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘后，判断信号是否被准确捕获。
2.如权利要求1所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，所述对接收的BOC信号进行处理和转换后，与本地载波混频，包括：
对接收的BOC信号进行下变频处理后，利用数模转换器对得到的中频BOC信号进行数模转换，并将得到的数字中频BOC信号与本地载波混频，剥离载波。
3.如权利要求2所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，所述对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号，包括：
将本地副载波与伪码波形信号相关，得到相关函数，并利用所述本地副载波的四分之一周期将所述相关函数的每个码片拆分为四段。
4.如权利要求3所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，所述对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号，还包括：
对四段所述码片补零至与所述相关函数长度相等后，按照拆分顺序将补零后的四段所述码片重组构成四段支路信号。
5.如权利要求4所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，所述对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号，包括：
对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，其中所述输入信号为与本地载波混频的数字中频BOC信号。
6.如权利要求5所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，所述对支路相关信号进行非相干积分，得到支路非相干积分信号，还包括：
对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号。
7.如权利要求6所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构，得到第一向量函数信号和第二向量函数信号，包括：
将所述支路非相干积分信号进行重构，分别得到第一向量函数和第二向量函数对应的正表达式和负表达式，并将所述正表达式和所述负表达式分别平方后做差，得到对应的第一向量函数信号和第二向量函数信号。
8.如权利要求7所述的基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获方法，其特征在于，将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘后，判断信号是否被准确捕获，包括：
将所述第一向量函数信号和所述第二向量函数信号进行取模相乘，并将得到的检测函数的函数值与检测门限值进行比较，若所述函数值超过检测门限值，则认为信号被准确捕获；若所述函数值没有超过检测门限值，则认为信号没有被准确捕获。
9.一种基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置，其特征在于，所述基于分段重构的BOC(n,n)信号捕获装置包括卫星信号获取模块、信号分段模块、相关模块、重构模块和比较判决模块，所述卫星信号获取模块、所述信号分段模块、所述相关模块、所述重构模块和所述比较判决模块依次连接；
所述卫星信号获取模块，用于对接收的BOC信号进行下变频处理后，利用数模转换器对得到的中频BOC信号进行数模转换，并将得到的数字中频BOC信号与本地载波混频，剥离载波；
所述信号分段模块，用于对相关函数进行划分补零，并重构组成多段支路信号；
所述相关模块，用于对所述支路信号进行快速傅里叶变换和共轭变换后，与经过快速傅里叶变换的输入信号相关，得到对应的支路相关信号，并对所述支路相关信号依次经过逆快速傅里叶变换和积分运算，得到支路非相干积分信号；
所述重构模块，用于将根据转换规则对所述支路非相干积分信号进行重构得到第一向量函数信号和第二向量函数信号进行转换，得到检测函数；
所述比较判决模块，用于将所述检测函数与检测门限值进行比较，判断信号是否被准确捕获。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103675851A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 胡辉 基于相关函数分离重构的BOC(m,n)信号的捕获方法
US20160116599A1 (en) * 2013-06-05 2016-04-28 Airbus Defence And Space Limited Receiver and method for direct sequence spread spectrum signals
CN107085222A (zh) * 2017-05-18 2017-08-22 桂林电子科技大学 一种 boc 信号捕获方法和卫星导航接收机
CN108089212A (zh) * 2018-01-23 2018-05-29 华东交通大学 基于互相关函数拆分重构的boc信号捕获方法及系统
CN108562918A (zh) * 2018-04-26 2018-09-21 桂林电子科技大学 基于相关移位BOC(n,n)无模糊度捕获方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160116599A1 (en) * 2013-06-05 2016-04-28 Airbus Defence And Space Limited Receiver and method for direct sequence spread spectrum signals
CN103675851A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 胡辉 基于相关函数分离重构的BOC(m,n)信号的捕获方法
CN107085222A (zh) * 2017-05-18 2017-08-22 桂林电子科技大学 一种 boc 信号捕获方法和卫星导航接收机
CN108089212A (zh) * 2018-01-23 2018-05-29 华东交通大学 基于互相关函数拆分重构的boc信号捕获方法及系统
CN108562918A (zh) * 2018-04-26 2018-09-21 桂林电子科技大学 基于相关移位BOC(n,n)无模糊度捕获方法及装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIYAN SUN等: "a novel uambiguous acquisition algorithm for BOC(n,n) signals", 《2018 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON DIGITAL HOME (ICDH)》, 19 February 2019 (2019-02-19), pages 269 - 273 *
刘芳等: "《新体制GNSS信号的模糊抑制捕获机理》", 国防工业出版社, pages: 81 - 84 *
李林: "BOC信号基带处理算法的研究", 《中国优秀博硕士论文全文数据库（硕士） 信息科技辑》, 15 February 2015 (2015-02-15), pages 33 - 35 *
胡刚毅等: "BOC信号中一种新型的无模糊直接捕获算法", 《电子技术应用》, no. 12, 6 December 2013 (2013-12-06), pages 129 - 132 *
麻军伟等: "新旧体制兼容的卫导信号捕获方法研究", 《现代导航》, no. 03, 15 June 2017 (2017-06-15), pages 29 - 34 *

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