CN111796308B - 卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备 - Google Patents

卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备，该方法包括：利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号，按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，若目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果。本公开能够有效减少卫星捕获过程中的运算量和存储器消耗，提高卫星捕获效率。

Description

卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备
技术领域
本公开涉及电子控制技术领域，具体地，涉及一种卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备。
背景技术
卫星导航接收机在捕获卫星时，需要对卫星信号进行粗捕获和精捕获来确定卫星号、载波频率和码相位。接收机会按照粗频偏假设对经过下混频的中频信号进行粗捕获，以获取每个粗频偏假设对应的粗捕获码相位，然后再根据获取的每个粗捕获码相位和精频偏假设对中频信号进行精捕获，以得到载波频率和码相位，从而捕获卫星。在捕获的过程中，需要计算每个粗频偏假设对应的粗捕获码相位，并对粗频偏假设和对应的粗捕获码相位进行存储，以供后续精捕获进行混频和相关计算，捕获过程中不仅运算量大，还会造成存储器(英文：Memory)的大量消耗，降低了卫星捕获的效率。
发明内容
本公开的目的是提供一种卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备，用于解决现有技术中存在的卫星捕获效率低的问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种卫星信号的捕获方法，所述方法包括：
利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号；
按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，所述粗捕获载波频率为根据所述中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，所述目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星；
根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值；所述精捕获载波频率序列中包括多个所述精捕获载波频率，每个所述精捕获载波频率为根据所述粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，所述精频偏假设小于所述粗频偏假设；
若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将所述目标粗捕获码相位、所述目标精捕获载波频率，作为所述目标卫星的捕获结果，所述目标精捕获载波频率为任一所述精捕获载波频率，所述目标粗捕获码相位为在所述目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。
可选地，所述按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，包括：
利用粗捕获载波对所述中频信号进行解调，以获取第一基带信号，所述粗捕获载波的频率为所述粗捕获载波频率；
将所述第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个所述第一数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应，所述本地伪码为根据所述目标卫星的伪码确定的；
对所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中每个样点的非相干累加值；
若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定所述粗捕获码相位；
若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值小于所述粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定所述指定数量个所述粗捕获码相位。
可选地，所述根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，包括：
针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的所述精频偏假设与所述第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应所述精捕获载波频率序列中的一个所述精捕获载波频率；
将所述第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第二基带信号中每个第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个所述第二数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应；
对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，所述对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，包括：
对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到所述第二基带信号中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值；
将所述第二基带信号中，所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，所述方法还包括：
若在目标精捕获载波频率下，所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于所述捕获门限，根据所述粗频偏假设更新所述粗捕获载波频率；
重复执行所述按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，至所述根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值的步骤，直至所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于所述捕获门限。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种卫星信号的捕获装置，所述装置包括：
混频模块，用于利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号；
粗捕获模块，用于按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，所述粗捕获载波频率为根据所述中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，所述目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星；
精捕获模块，用于根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值；所述精捕获载波频率序列中包括多个所述精捕获载波频率，每个所述精捕获载波频率为根据所述粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，所述精频偏假设小于所述粗频偏假设；
确定模块，用于若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将所述目标粗捕获码相位、所述目标精捕获载波频率，作为所述目标卫星的捕获结果，所述目标精捕获载波频率为任一所述精捕获载波频率，所述目标粗捕获码相位为在所述目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的精捕获码相位。
可选地，所述粗捕获模块包括：
解调子模块，用于利用粗捕获载波对所述中频信号进行解调，以获取第一基带信号，所述粗捕获载波的频率为所述粗捕获载波频率；
第一滑动相关子模块，用于将所述第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个所述第一数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应，所述本地伪码为根据所述目标卫星的伪码确定的；
第一获取子模块，用于对所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中每个样点的非相干累加值；
第一确定子模块，用于若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定所述粗捕获码相位；
第二确定子模块，用于若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值小于所述粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定所述指定数量个所述粗捕获码相位。
可选地，所述精捕获模块包括：
第二获取子模块，用于针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的所述精频偏假设与所述第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应所述精捕获载波频率序列中的一个所述精捕获载波频率；
第二滑动相关子模块，用于将所述第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第二基带信号中每个第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个所述第二数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应；
第三获取子模块，用于对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，所述第三获取子模块用于：
对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到所述第二基带信号中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值；
将所述第二基带信号中，所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，所述装置还包括：
更新模块，用于若在目标精捕获载波频率下，所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于所述捕获门限，根据所述粗频偏假设更新所述粗捕获载波频率；
执行模块，用于重复执行所述按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，至所述根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值的步骤，直至所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于所述捕获门限。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例的第一方面中所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开实施例的第一方面中所述方法的步骤。
通过上述技术方案，本公开中首先利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号，然后按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，其中粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星，之后根据预设的包括有多个精捕获载波频率的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的小于粗频偏假设的精频偏假设确定的频率，最后对目标粗捕获码相位对应的非相干累加值进行判断，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。本公开对中频信号按照预设的粗捕获载波频率进行粗捕获后，根据得到的粗捕获码相位对中频信号进行精捕获，若在目标精捕获载波频率下，存在非相干累加值大于或等于预设的捕获门限的目标粗捕获码相位，完成对目标卫星的捕获，只需要计算和存储一个粗捕获载波频率下的目标精捕获载波频率，和目标精捕获载波频率下粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，能够有效减少卫星捕获过程中的运算量和存储器消耗，提高卫星捕获效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种卫星信号的捕获方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图；
图3是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图；
图4是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的一种卫星信号的捕获装置的框图；
图6是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图；
图7是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图；
图8是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的方法和装置的例子。
在介绍本公开提供的卫星信号的捕获方法、装置、存储介质和电子设备之前，首先对本公开各个实施例所涉及的应用场景进行介绍。该应用场景可以为卫星导航接收机，即本公开所提供的卫星信号的捕获方法的执行主体为卫星导航接收机。卫星导航接收机可以接收卫星发送的卫星信号。其中，卫星导航接收机例如可以是BDS(英文：BeiDouNavigation Satellite System，中文：北斗卫星导航系统)接收机，也可以是GPS(英文：Global Positioning System，中文：全球定位系统)接收机、GLONASS(英文：GlobalNavigation Satellite System，中文：全球卫星导航系统)接收机、伽利略卫星导航系统(英文：Galileo Satellite Navigation System)接收机等，本公开对此不做限定。
图1是根据一示例性实施例示出的一种卫星信号的捕获方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤101，利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号。
步骤102，按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星。
举例来说，卫星导航接收机接收到高频的卫星信号后，可以将卫星信号经过前置滤波器和前置放大器进行滤波放大，然后利用本机振荡器产生中频本振信号，再利用中频本振信号对经过滤波放大的卫星信号进行混频，以得到卫星信号对应的中频信号。中频本振信号的频率例如可以是4.076MHz。需要说明的是，若中频本振信号的频率为0(即卫星导航接收机为零中频接收机)，由于卫星的高速运行，卫星导航接收机接收到的卫星信号存在较大的多普勒频移，因此利用频率为0的中频本振信号对卫星信号进行混频，得到的仍然不是真正的基带信号，而是中频信号。
获得中频信号之后，卫星导航接收机按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获。其中，粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，例如可以将中频本振信号的频率设置为4.076MHz，若目标卫星为GPS的卫星，那么可以将粗频偏假设步长设置为250Hz，若目标卫星为BDS的卫星，那么可以将粗频偏假设步长设置为500Hz。相应的粗频偏假设可以为一个或多个粗频偏假设步长，即粗频偏假设＝n*粗频偏假设步长。以目标卫星为BDS的卫星为例，可以根据fc＝f0±n×500来确定粗捕获载波频率。其中，fc表示粗捕获载波频率，f0表示中频本振信号的频率，n为整数，n的取值范围例如可以为-24至+24，那么粗捕获载波频率的取值范围可以为f0-12kHz至f0+12kHz。n的取值可以根据预设的规则来确定，例如，可以将n的初始值设置为取值范围内的最小值，每执行一次步骤102，将n加1。以f0为4.076MHz，n为6来举例，那么粗捕获载波频率为4.079MHz。其中，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星，目标卫星的伪码为目标卫星按照ICD(英文：Interface Control Document，中文：接口控制文件)中约定的伪码生成规则确定的。
具体的，可以先根据粗捕获载波频率生成粗捕获载波，然后利用粗捕获载波对中频信号进行解调(即下混频)，以获取基带信号。之后根据目标卫星的伪码生成对应的本地伪码。例如卫星导航接收机可以根据目标卫星的编号，按照ICD中约定的伪码生成规则，生成本地伪码。卫星导航接收机根据目标卫星的伪码对基带信号进行解扩。解扩的过程可以理解为将基带信号中每个数据段中包括的多个样点和本地伪码进行滑动相关，进行滑动相关后，可以获取每个数据段中包括的多个样点的相关值。其中，每个数据段的长度与本地伪码的长度相同，例如本地伪码的长度为1ms，那么每个数据段的长度也可以设置为1ms，每个数据段中的样点数由预先设置的采样率决定，即每个数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应。获取多个样点的相关值后，可以按照预设的公式将多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取每个样点的非相干累加值。若每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，那么可以根据最大的非相干累加值对应的样点，确定粗捕获码相位。若每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值小于预设的粗捕获阈值，那么可以根据预设数量个(例如4个)最接近粗捕获阈值的非相干累加值对应的样点，确定预设数量个粗捕获码相位。粗捕获码相位可以是一个也可以是多个。其中，预设的粗捕获阈值例如可以通过噪声平均功率和门限系数确定。根据每个样点的非相干累加值和粗捕获阈值确定了一个或多个粗捕获码相位之后，可以将确定的粗捕获码相位进行存储，以使接收机能够根据每个粗捕获码相位完成后续的精捕获。相比于现有技术中，粗捕获过程需要将全部可能的粗捕获载波频率中每个粗捕获载波频率对应的粗捕获码相位进行存储，步骤102中只需要对一个粗捕获载波频率进行粗捕获，大大减少了计算量，相应的，存储的粗捕获码相位的数量大大减少，减少了存储器的消耗。
步骤103，根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值。精捕获载波频率序列中包括多个精捕获载波频率，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，精频偏假设小于粗频偏假设。
步骤104，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。
示例的，获取了一个或多个粗捕获码相位之后，接收机可以根据预设的精捕获载波频率序列和每个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获。精捕获载波频率序列中，包括多个精捕获载波频率，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的小于粗频偏假设的精频偏假设确定的频率。精捕获载波频率序列中，精捕获载波频率的个数，可以根据预设的精频偏假设步长和粗频偏假设步长来确定，若目标卫星为GPS的卫星，那么可以将精频偏假设步长设置为31.25Hz，对应的粗频偏假设步长设置为250Hz，若目标卫星为BDS的卫星，那么可以将精频偏假设步长设置为62.5Hz，对应的粗频偏假设步长设置为500Hz，即根据精频偏假设步长可以将粗频偏假设步长均分为8份，即得到9个精频偏假设，对应得到9个精捕获载波频率。
对中频信号进行精捕获后，就可以获取在每个精捕获载波频率下，每个粗捕获码相位对应的非相干累加值。具体的，可以是先根据精捕获载波频率序列中的任一精捕获载波频率确定目标精捕获载波频率，其中，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率。然后根据目标精捕获载波频率生成相应的精捕获载波，之后针对该精捕获载波，利用该精捕获载波对应的精频偏假设与粗捕获载波对应的基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的基带信号。针对该精捕获载波，可以将该精捕获载波对应的基带信号中每个数据段中，粗捕获码相位对应的样点与本地伪码进行滑动相关，进行滑动相关后，可以获取每个数据段中每个粗捕获码相位对应的样点的相关值。其中，每个数据段的长度与本地伪码的长度相同，例如本地伪码的长度持续1ms，那么每个数据段的长度也可以设置为1ms，每个数据段中的样点数由预先设置的采样率决定，即该精捕获载波对应的基带信号中每个数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应。获取到目标精捕获载波频率下，每个粗捕获码相位对应的样点的相关值后，可以按照预设的方法(例如最大似然估计法)对每个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中每个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。获取到粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值后，可以将粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值进行存储，并将非相干累加值最大的样点对应的粗捕获码相位作为目标粗捕获码相位。在确定目标粗捕获码相位之后，可以删除其他粗捕获码相位。相比于现有技术中，精捕获过程需要在对全部可能的粗捕获载波频率中每个粗捕获载波频率进行粗捕获后才能执行，本公开实施例中的精捕获过程只需要存储一个粗捕获载波频率下的目标精捕获载波频率，和目标精捕获载波频率下粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。即本公开中不用计算和存储每个样点，而只需要计算和存储粗捕获过程确定的粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，从而减少了计算量，相应减少了对存储器的消耗。进一步的，本公开实施例中可以在确定目标粗捕获码相位后，删除其他粗捕获码相位，进一步减少了对存储器的消耗。
若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，说明通过当前精捕获已经获得了最优的捕获结果，那么可以将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果。若目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于预设的捕获门限，说明通过当前精捕获不能获得最优的捕获结果，那么可以将目标粗捕获码相位和目标精捕获载波频率作为粗捕获载波频率的精捕获结果进行存储。然后根据粗频偏假设步长对粗捕获载波频率进行更新(即更新n的值)，并按照更新后的粗捕获载波频率重新执行步骤102至步骤104，依次类推，直至在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于捕获门限，以完成对卫星信号的精捕获，从而获取目标卫星的捕获结果。若遍历全部粗捕获载波频率后，存储的多个目标粗捕获码相位对应的非相干累加值仍然小于预设的捕获门限，那么可以将所有目标粗捕获码相位中，对应的非相干累加值最大的目标粗捕获码相位及其对应的目标精捕获载波频率作为目标卫星的捕获结果。其中，捕获门限可以通过噪声功率和门限系数确定。相比于现有技术中，精捕获过程需要在对全部可能的粗捕获载波频率中每个粗捕获载波频率进行粗捕获后才能执行，本公开实施例中若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，可以直接完成对目标卫星的捕获，能够有效提高卫星捕获的效率。
进一步的，在确定目标卫星的捕获结果之后，可以将目标粗捕获码相位、目标粗捕获码相位对应的目标精捕获载波频率和目标卫星的编号发送至卫星导航接收机的跟踪模块，以使卫星导航接收机对卫星信号进行跟踪，从而得到卫星信号中的导航电文，实现定位和定速。
综上所述，本公开中首先利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号，然后按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，其中粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星，之后根据预设的包括有多个精捕获载波频率的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的小于粗频偏假设的精频偏假设确定的频率，最后对目标粗捕获码相位对应的非相干累加值进行判断，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。本公开对中频信号按照预设的粗捕获载波频率进行粗捕获后，根据得到的粗捕获码相位对中频信号进行精捕获，若在目标精捕获载波频率下，存在非相干累加值大于或等于预设的捕获门限的目标粗捕获码相位，完成对目标卫星的捕获，只需要计算和存储一个粗捕获载波频率下的目标精捕获载波频率，和目标精捕获载波频率下粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，能够有效减少卫星捕获过程中的运算量和存储器消耗，提高卫星捕获效率。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图，如图2所示，步骤102包括：
步骤1021，利用粗捕获载波对中频信号进行解调，以获取第一基带信号，粗捕获载波的频率为粗捕获载波频率。
步骤1022，将第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个第一数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应，本地伪码为根据目标卫星的伪码确定的。
步骤1023，对第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中每个样点的非相干累加值。
步骤1024，若本地伪码中每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定粗捕获码相位。
步骤1025，若本地伪码中每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值小于粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定指定数量个粗捕获码相位。
举例来说，得到中频信号后，卫星导航接收机首先根据预设的粗捕获载波频率生成粗捕获载波，然后利用粗捕获载波对中频信号进行解调，以获取第一基带信号。之后卫星导航接收机可以根据目标卫星的编号，按照ICD中约定的伪码生成规则，生成本地伪码。确定第一基带信号和本地伪码之后，接收机可以按照预设的计算方法将第一基带信号和本地伪码进行滑动相关，预设的计算方法例如可以是根据公式
Figure BDA0002556141780000141
进行滑动相关的计算。其中，
Figure BDA0002556141780000142
为第i个样点的相关值，ci为第一基带信号中每个第一数据段中的第i个样点，pi为本地伪码中第i个码片，Nseg为样点数，Nseg＝0.001*Fs，Fs为样点的采样率。进一步的，可以按照预设的数据段对数据进行划分，那么上述公式可以表示为
Figure BDA0002556141780000143
其中，Nncoh指非相干累加长度，Ncoh指相干累加长度。
将第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点与本地伪码进行滑动相关后，可以获取第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值。每个第一数据段中的样点数由预先设置的采样率决定，若将每个第一数据段的长度设置为1ms，那么样点数Nseg＝0.001*Fs，其中，Fs为样点的采样率，每个第一数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应。获取第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值后，可以分别按照相干累加公式和非相干累加公式将多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中每个样点的非相干累加值。由于相干累加和非相干累加是将多个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行折叠累加，因此可以对相干累加和非相干累加的累加结果进行归一化处理(例如：求平均值)，以限制数据范围。相干累加的公式例如可以是：
Figure BDA0002556141780000151
其中，
Figure BDA0002556141780000152
为第m个第一数据段中第i个样点的相干累加结果，
Figure BDA0002556141780000153
为样点上的相关值，Ncoh为相干累加长度，m为非相干累加的第一数据段的序号，n为相干累加的第一数据段的序号，i为样点的序号。
非相干累加的公式例如可以是：
Figure BDA0002556141780000154
其中，
Figure BDA0002556141780000155
为非相干累加结果，Nncoh为非相干累加长度，i为样点的序号，
Figure BDA0002556141780000156
为第m个第一数据段中第i个样点的相干累加的模值，m为非相干累加的第一数据段的序号。若目标卫星为GPS的卫星，那么可以将相干累加时间(即相干累加长度)设置为2ms，若目标卫星为BDS的卫星，那么可以将相干累加时间设置为1ms。需要说明的是，每个第一数据段中包括的多个样点的相关值为带有相位信息的复数，而非相干累加是对实数进行累加，因此在进行非相干累加时，可以先获取每个第一数据段中包括的多个样点的相关值的模值，然后根据获取的模值进行非相干累加，也可以先获取每个第一数据段中包括的多个样点的相关值的实部和虚部的平方和，然后根据获取的平方和进行非相干累加，本公开对此不做限定。
获取到本地伪码中每个样点的非相干累加值之后，可以根据预设的粗捕获阈值对每个样点的非相干累加值进行判断，预设的粗捕获阈值例如可以通过噪声平均功率和门限系数确定。具体的，若每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于粗捕获阈值，那么可以根据最大的非相干累加值对应的样点，确定粗捕获码相位，即将最大的非相干累加值对应的样点的位置，作为粗捕获码相位。若每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值小于粗捕获阈值，那么可以根据指定数量个(例如4个)最接近粗捕获阈值的非相干累加值对应的样点，即根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定指定数量个粗捕获码相位，可以理解为，将最大的指定数量个非相干累加值对应的样点中每个样点的位置，作为粗捕获码相位。因此，对中频信号进行粗捕获后获取的粗捕获码相位可以是一个，也可以是多个。在确定一个或多个粗捕获码相位之后，可以将确定的粗捕获码相位进行存储，以使接收机能够根据确定的每个粗捕获码相位完成对中频信号的精捕获。
图3是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图，如图3所示，步骤103包括：
步骤1031，针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的精频偏假设与第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应精捕获载波频率序列中的一个精捕获载波频率。
步骤1032，将第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个第二数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应。
步骤1033，对第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
示例的，对中频信号进行粗捕获后，可以获取一个或多个粗捕获码相位。若获取的粗捕获码相位仅有一个，那么可以根据该粗捕获码相位和预设的精捕获载波频率序列对中频信号进行精捕获。若获取的粗捕获码相位为多个，那么可以依次根据多个粗捕获码相位中的每个粗捕获码相位和预设的精捕获载波频率序列对中频信号进行精捕获。精捕获载波频率序列中包括多个精捕获载波频率，每个精捕获载波频率为根据粗捕获码相位对应的粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率。例如可以根据公式
Figure BDA0002556141780000171
确定每个精捕获载波频率，其中，Δf为精频偏假设步长，g为精频偏假设序号，G为精频偏假设个数，精频偏假设步长Δf相当于粗频偏假设步长的G等分，fg为精频偏假设(粗捕获载波频率和精频偏假设的和即为精捕获载波频率)。确定了精捕获载波频率序列中的每个精捕获载波频率之后，可以根据每个精捕获载波频率分别生成对应的精捕获载波，然后针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的精频偏假设与第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号。获取第二基带信号后，可以将第二基带信号划分为多个第二数据段，每个第二数据段中的样点数由预先设置的采样率决定。每个第二数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应，这样在将第二基带信号与本地伪码进行滑动相关时，可以先根据粗捕获码相位确定每个第二数据段中需要进行滑动相关的样点，然后再将需要进行滑动相关的样点与本地伪码进行滑动相关，以获取第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值。这样，只需对粗捕获码相位对应的样点进行滑动相关，进一步降低了精捕获过程中的计算量。
获取到第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值后，可以先将获取的相关值进行存储，然后对每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值进行相干累加和非相干累加，其中，相干累加和非相干累加的计算和粗捕获过程中的计算方式相同，此处不再赘述，其中为了进一步提高信噪比，精捕获过程中的相干累加长度可以大于粗捕获过程中的相干累加长度，例如可以将精捕获过程中的相干累加长度(即相干累加时间)设置为8ms。
在进行相干累加和非相干累加的过程中，累加序列中的相关值可能会受卫星信号的导航电文的周期影响而出现比特跳变(跳变位置可能是任意位置)，因此为了减小比特跳变对相干累加和非相干累加的影响，可以按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加。通过最大似然估计法进行相干累加计算，可以获取每个第二数据段中每个位置上可能出现的正负相关值的全部组合，将累加序列的全部组合中，模值或者平方和最大的累加结果作为该第二数据段对应的相干累加值。利用最大似然估计法得到的相干累加值，能够有效减小因比特跳变导致相干累加值之间相互抵消，从而导致的有用信号的功率发生损耗，从而能够在低信噪比环境下捕获卫星信号。获取到每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值的相干累加值之后，再根据每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，然后再获取非相干累加值的模值或者非相干累加值的实部和虚部的平方和，将获取的模值或者平方和作为本地伪码中每个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，步骤1033用于：
首先，对第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到第二基带信号中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值。
之后，将第二基带信号中，至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取本地伪码中至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
举例来说，对第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值进行相干累加和非相干累加时，若相干累加长度小于卫星信号的导航电文的周期，那么相干累加的序列中可能会出现一次比特跳变。以卫星信号的导航电文的周期为10ms来举例，那么在相干累加长度小于10ms，预设的相位步长为1时，第二基带信号的相位可能为以下几种情况：
{1，1，1，1，1，1，1，1，1，1}；
{1，1，1，1，1，1，1，1，1，-1}；
{1，1，1，1，1，1，1，1，-1，-1}；
{1，1，1，1，1，1，1，-1，-1，-1}；
{1，1，1，1，1，1，-1，-1，-1，-1}；
{1，1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1}；
{1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1}；
{1，1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1}；
{1，1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1}；
{1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1，-1}。
这样在将第二基带信号与本地伪码进行滑动相关时，可以先根据粗捕获码相位确定第二数据段中需要进行滑动相关的样点，然后再将需要进行滑动相关的样点与本地伪码进行滑动相关，以获取第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值。获取到第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值后，可以再对该第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到该第二基带信号中粗捕获码相位对应的样点的相干累加值。具体的，最大似然相干累加可以理解为，计算每种可能的相位的情况下，第二基带信号中每个第二数据段中粗捕获码相位对应的样点的相关值的模值，然后根据模值最大的相关值对应的相位，确定第二基带信号中粗捕获码相位对应的样点的相干累加值。最后，可以对第二基带信号中粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取本地伪码中每个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
最大似然相干累加的公式例如可以是：
Figure BDA0002556141780000191
其中，
Figure BDA0002556141780000192
表示第二基带信号中，第m个第二数据段中第i个样点的精捕获相干累加结果，Mcoh表示精捕获的相干累加长度，sk∈(-1,1)，sk表示进行最大似然相干累加的一组最优的正负号组合，
Figure BDA0002556141780000193
表示第m*Mcoh+k个第二数据段上的第i个样点的相关值，Tseg表示相邻两个相关值的时间间隔，GPS和BDS的时间间隔可以设置为0.001(即1ms)，Mncoh表示精捕获的非相干累加长度。
图4是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获方法的流程图，如图4所示，该方法还包括：
步骤105，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于捕获门限，根据粗频偏假设更新粗捕获载波频率。
之后，重复执行按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，至根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值的步骤，直至目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于捕获门限。
示例的，对中频信号进行精捕获，获取在每个精捕获载波频率下，每个粗捕获码相位对应的非相干累加值后，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于预设的捕获门限，说明通过当前精捕获不能获得最优的捕获结果，那么可以将目标粗捕获码相位和对应的目标精捕获载波频率作为粗捕获载波频率的精捕获结果进行存储。然后根据粗频偏假设步长，确定新的粗频偏假设，以对粗捕获载波频率进行更新(即更新n的值)。更新粗捕获载波频率之后，可以按照更新后的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，然后根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，在目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于捕获门限时，完成对目标卫星的捕获。若遍历所有粗捕获载波频率后，存储的多个目标粗捕获码相位对应的非相干累加值仍然小于预设的捕获门限，那么可以将所有目标粗捕获码相位中，对应的非相干累加值最大的目标粗捕获码相位及其对应的目标精捕获载波频率作为目标卫星的捕获结果，完成对目标卫星的捕获。在完成对目标卫星的捕获后，接收机可以继续获取下一个待捕获卫星的卫星信号，然后重复执行上述步骤(即步骤102至步骤105)，以完成对下一个待捕获卫星的捕获。
综上所述，本公开中首先利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号，然后按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，其中粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星，之后根据预设的包括有多个精捕获载波频率的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的小于粗频偏假设的精频偏假设确定的频率，最后对目标粗捕获码相位对应的非相干累加值进行判断，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。本公开对中频信号按照预设的粗捕获载波频率进行粗捕获后，根据得到的粗捕获码相位对中频信号进行精捕获，若在目标精捕获载波频率下，存在非相干累加值大于或等于预设的捕获门限的目标粗捕获码相位，完成对目标卫星的捕获，只需要计算和存储一个粗捕获载波频率下的目标精捕获载波频率，和目标精捕获载波频率下粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，能够有效减少卫星捕获过程中的运算量和存储器消耗，提高卫星捕获效率。
图5是根据一示例性实施例示出的一种卫星信号的捕获装置的框图，如图5所示，该装置200包括：
混频模块201，用于利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号。
粗捕获模块202，用于按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星。
精捕获模块203，用于根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值。精捕获载波频率序列中包括多个精捕获载波频率，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，精频偏假设小于粗频偏假设。
确定模块204，用于若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。
图6是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图，如图6所示，粗捕获模块202包括：
解调子模块2021，用于利用粗捕获载波对中频信号进行解调，以获取第一基带信号，粗捕获载波的频率为粗捕获载波频率。
第一滑动相关子模块2022，用于将第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个第一数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应，本地伪码为根据目标卫星的伪码确定的。
第一获取子模块2023，用于对第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中每个样点的非相干累加值。
第一确定子模块2024，用于若本地伪码中每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定粗捕获码相位。
第二确定子模块2025，用于若本地伪码中每个样点的非相干累加值中，最大的非相干累加值小于粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定指定数量个粗捕获码相位。
图7是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图，如图7所示，精捕获模块203包括：
第二获取子模块2031，用于针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的精频偏假设与第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应精捕获载波频率序列中的一个精捕获载波频率。
第二滑动相关子模块2032，用于将第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个第二数据段中包括的样点与本地伪码中包括的样点一一对应。
第三获取子模块2033，用于对第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取本地伪码中至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
可选地，第三获取子模块2033用于：
首先，对第二基带信号中每个第二数据段中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到第二基带信号中至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值。
之后，将第二基带信号中，至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取本地伪码中至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
图8是根据一示例性实施例示出的另一种卫星信号的捕获装置的框图，如图8所示，该装置200还包括：
更新模块205，用于若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于捕获门限，根据粗频偏假设更新粗捕获载波频率。
执行模块206，用于重复执行按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，至根据预设的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值的步骤，直至目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于捕获门限。
关于上述实施例中的装置，其中各个部分执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开中首先利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号，然后按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对中频信号进行粗捕获，以获取粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，其中粗捕获载波频率为根据中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星，之后根据预设的包括有多个精捕获载波频率的精捕获载波频率序列和至少一个粗捕获码相位，对中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，每个精捕获载波频率为根据粗捕获载波频率和预设的小于粗频偏假设的精频偏假设确定的频率，最后对目标粗捕获码相位对应的非相干累加值进行判断，若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将目标粗捕获码相位、目标精捕获载波频率，作为目标卫星的捕获结果，目标精捕获载波频率为任一精捕获载波频率，目标粗捕获码相位为在目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位。本公开对中频信号按照预设的粗捕获载波频率进行粗捕获后，根据得到的粗捕获码相位对中频信号进行精捕获，若在目标精捕获载波频率下，存在非相干累加值大于或等于预设的捕获门限的目标粗捕获码相位，完成对目标卫星的捕获，只需要计算和存储一个粗捕获载波频率下的目标精捕获载波频率，和目标精捕获载波频率下粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，能够有效减少卫星捕获过程中的运算量和存储器消耗，提高卫星捕获效率。
图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图9所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出(I/O)接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的卫星信号的捕获方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的卫星信号的捕获方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的卫星信号的捕获方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的卫星信号的捕获方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，容易想到本公开的其他实施方案，均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (8)

1.一种卫星信号的捕获方法，其特征在于，所述方法包括：
利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号；
按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，所述粗捕获载波频率为根据所述中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，所述目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星；
根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值；所述精捕获载波频率序列中包括多个所述精捕获载波频率，每个所述精捕获载波频率为根据所述粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，所述精频偏假设小于所述粗频偏假设；
若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将所述目标粗捕获码相位、所述目标精捕获载波频率，作为所述目标卫星的捕获结果，所述目标精捕获载波频率为任一所述精捕获载波频率，所述目标粗捕获码相位为在所述目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位；
所述按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，包括：
利用粗捕获载波对所述中频信号进行解调，以获取第一基带信号，所述粗捕获载波的频率为所述粗捕获载波频率；
将所述第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个所述第一数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应，所述本地伪码为根据所述目标卫星的伪码确定的；
对所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中每个样点的非相干累加值；
若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定所述粗捕获码相位；
若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值小于所述粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定所述指定数量个所述粗捕获码相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值，包括：
针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的所述精频偏假设与所述第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应所述精捕获载波频率序列中的一个所述精捕获载波频率；
将所述第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第二基带信号中每个第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个所述第二数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应；
对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值，包括：
对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值进行最大似然相干累加，以得到所述第二基带信号中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值；
将所述第二基带信号中，所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相干累加值进行非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若在目标精捕获载波频率下，所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值小于所述捕获门限，根据所述粗频偏假设更新所述粗捕获载波频率；
重复执行所述按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，至所述根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值的步骤，直至所述目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于所述捕获门限。
5.一种卫星信号的捕获装置，其特征在于，所述装置包括：
混频模块，用于利用中频本振信号对接收到的卫星信号进行混频，得到中频信号；
粗捕获模块，用于按照预设的粗捕获载波频率和目标卫星的伪码，对所述中频信号进行粗捕获，以获取所述粗捕获载波频率对应的至少一个粗捕获码相位，所述粗捕获载波频率为根据所述中频本振信号的频率和预设的粗频偏假设确定的频率，所述目标卫星为待捕获卫星中的任一卫星；
精捕获模块，用于根据预设的精捕获载波频率序列和所述至少一个粗捕获码相位，对所述中频信号进行精捕获，以获取在每个精捕获载波频率下，所述至少一个粗捕获码相位对应的非相干累加值；所述精捕获载波频率序列中包括多个所述精捕获载波频率，每个所述精捕获载波频率为根据所述粗捕获载波频率和预设的精频偏假设确定的频率，所述精频偏假设小于所述粗频偏假设；
确定模块，用于若在目标精捕获载波频率下，目标粗捕获码相位对应的非相干累加值大于或等于预设的捕获门限，将所述目标粗捕获码相位、所述目标精捕获载波频率，作为所述目标卫星的捕获结果，所述目标精捕获载波频率为任一所述精捕获载波频率，所述目标粗捕获码相位为在所述目标精捕获载波频率下，非相干累加值最大的粗捕获码相位；
所述粗捕获模块包括：
解调子模块，用于利用粗捕获载波对所述中频信号进行解调，以获取第一基带信号，所述粗捕获载波的频率为所述粗捕获载波频率；
第一滑动相关子模块，用于将所述第一基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值，每个所述第一数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应，所述本地伪码为根据所述目标卫星的伪码确定的；
第一获取子模块，用于对所述第一基带信号中每个第一数据段中包括的多个样点的相关值进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中每个样点的非相干累加值；
第一确定子模块，用于若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值大于或等于预设的粗捕获阈值，根据最大的非相干累加值对应的样点，确定所述粗捕获码相位；
第二确定子模块，用于若所述本地伪码中每个样点的所述非相干累加值中，最大的非相干累加值小于所述粗捕获阈值，根据最大的指定数量个非相干累加值对应的样点，确定所述指定数量个所述粗捕获码相位。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述精捕获模块包括：
第二获取子模块，用于针对每个精捕获载波，利用该精捕获载波对应的所述精频偏假设与所述第一基带信号相乘，以获取该精捕获载波对应的第二基带信号，该精捕获载波的频率对应所述精捕获载波频率序列中的一个所述精捕获载波频率；
第二滑动相关子模块，用于将所述第二基带信号与本地伪码进行滑动相关，以获取所述第二基带信号中每个第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，每个所述第二数据段中包括的样点与所述本地伪码中包括的样点一一对应；
第三获取子模块，用于对所述第二基带信号中每个所述第二数据段中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的相关值，按照最大似然估计法进行相干累加和非相干累加，以获取所述本地伪码中所述至少一个粗捕获码相位对应的样点的非相干累加值。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
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