CN112152737B - 下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112152737B CN112152737B CN201910578140.XA CN201910578140A CN112152737B CN 112152737 B CN112152737 B CN 112152737B CN 201910578140 A CN201910578140 A CN 201910578140A CN 112152737 B CN112152737 B CN 112152737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- time
- target
- short
- energy
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 45
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 76
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 48
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 30
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims description 15
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 13
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 45
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 4
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
- H04B17/318—Received signal strength
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/165—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters
- G01R23/167—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters with digital filters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
- H04B17/345—Interference values
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本申请提供了一种下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质，设计无线电导航技术领域，该方法包括：检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。解决了现有技术中没有给出从天基非导航卫星的信号中获取机会信号的方法的问题。
Description
技术领域
本申请涉及无线电导航技术领域，特别是涉及一种下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
全球导航卫星系统作为一种无线电系统，受限于复杂的无线电应用环境，易于因为遮挡、干扰、无线电信号欺骗等导致导航信号不可用。因此需要研究一种能够确保导航定位信号的准确性、可用性、完好性和连续性的方案。
机会信号导航是指机会导航接收机不断地从周围射频环境中寻找适当的无线电信号，即机会信号，从机会信号中提取定位和授时信息的过程。机会信号的获取是从周边非导航无线电信号中识别和发现多个可用信号用于导航，不依赖于特定基础设施，不依赖于特定频点，可望大大提高导航定位系统的性能。
相关技术中，公开号CN107607907A的专利申请文件公开了一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其公开了针对天基机会无线电信号，将节点分为一般用户节点和参考节点，通过构建时延特征时空分布模型，解算天基非导航卫星位置，并根据用户终端发送的信号，基于所述时延特征时空分布模型，计算用户终端的位置，实现定位导航的过程。
但是，上述现有技术中，并没有给出如何从天基非导航卫星的信号中获取机会信号，因此有必要提供一种能够机会信号检测方法。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中没有给出从天基非导航卫星的信号中获取机会信号的方法的问题，提供一种能够有效克服干扰信号的影响，有效检测出真实的下行机会信号的下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质。
第一方面，本申请实施例提供一种下行机会信号获取方法，该方法包括：
检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；
对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
在其中一个实施例中，当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，包括：
对在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
对傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
在其中一个实施例中，对傅里叶变换结果进行频谱分析，包括：
获取傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值；
根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过绝对值门限的频率点的数目；
当数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性；
当数目大于数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
在其中一个实施例中，对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号，包括：
根据傅里叶变换结果估算有效输入信号的残留载波频偏值；
根据残留载波频偏值去除有效输入信号的残留载波频偏；
对去除了残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到下行机会信号。
在其中一个实施例中，检测接收到的信号的短时能量之前，方法还包括：
获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率；
根据噪声平均功率确定目标能量门限值。
在其中一个实施例中，根据第二预设时长内接收到的信号的噪声特性，获得噪声平均功率，包括：
根据预设的采样频率对第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果；
获取第k-1个噪声平均功率，第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的第一目标滤波器的输出，第p-1个目标平方结果是从多个平方结果中得到的，第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
根据第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果，第p个目标平方结果大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍，第p个目标平方结果对应的采样点位于第p-1个目标平方结果对应的采样点之后；
将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器后，将第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率；
其中，k为大于1的正整数，p为大于1的正整数，M为大于1的正整数。
在其中一个实施例中，获取检测时长，检测时长为执行检测接收到的信号的短时能量的步骤所需消耗的时长；
对应的，获取有效输入信号，包括：
将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻；
将第二时刻获取为信号终止时刻；
从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号。
在其中一个实施例中，检测接收到的信号的短时能量，包括：
对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果；
将每个平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个采样点对应的信号的短时能量，第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器。
在其中一个实施例中，获取有效输入信号还包括：
当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取有效输入信号。
第二方面，本申请实施例提供一种下行机会信号检测装置，包括：
信号接收时刻模块，用于检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
有效输入信号模块，用于当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；
机会信号模块，用于对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
导航接收机检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，说明可能出现了有效输入信号，导航接收机将接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻，第一时刻可以表示有效输入信号出现的时刻。在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，说明接收到的信号中没有有效输入信号，将接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻，第二时刻可以表示有效输入信号结束的时刻。当第一时刻之后的第一预设时长内接收到的目标信号的频谱分布具有单频特性时，说明第一时刻之后接收到的信号是有效输入信号，那么根据第一时刻和第二时刻确定有效输入信号的起止时刻。根据该起止时刻获取有效输入信号，对有效输入信号滤波后得到下行机会信号。本申请实施例运用信号的短时能量、短时能量大于或等于目标能量门限值的持续时长以及信号的频谱分布三个维度，实现了噪声、下行机会信号和干扰信号的有效分类，达到了获取下行机会信号的目的。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种实施环境的示意图；
图2为铱星信号的帧格式示意图；
图3为采集的铱星下行机会信号的示意图；
图4为采集的铱星下行信号的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种下行机会信号获取方法的流程图；
图6为本申请实施例提供的的下行机会信号获取方法获得的下行机会信号的示意图；
图7示出了下行机会信号的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取方法的流程图；
图11为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取方法的流程图；
图13为本申请实施例提供的一种下行机会信号获取装置的框图；
图14为本申请实施例提供的另一种下行机会信号获取装置的框图；
图15为本申请实施例提供的缓存单元的框图；
图16为本申请实施例提供的一种导航接收机的框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
随着科学技术的进一步发展，全球导航卫星系统(英文：Global NavigationSatellite System，简称：GNSS)扮演着日渐重要的角色，深刻影响着生活的方方面面。GNSS作为无线电定位的最基本手段，各个国家都在积极发展自己的导航卫星系统，现有的导航卫星系统主要包括美国的全球定位系统(英文：Global Positioning System，简称：GPS)，中国的北斗导航卫星系统(英文：BeiDou Navigation Satellite System，简称：BDS)，俄罗斯的全球导航卫星系统(英文：Global Navigation Satellite System，简称：GLONASS)和欧洲的伽利略卫星导航系统(英文：Galileo satellite navigation system，简称：Galileo)。
GNSS是目前普遍使用的定位手段,其利用多种定位卫星为用户提供全球范围内的高精度位置信息，但受限于复杂的无线电应用环境，容易因为遮挡、干扰、无线电信号欺骗等导致导航不可用，因此需要进一步使用尽可能多的手段来确保导航定位的准确性、可用性、完好性、连续性。而机会信号导航可有效弥补这方面的不足，机会信号导航(英文：Navigation via signal of opportunity,简称：NAVSOP)通过不断地从周围环境中寻找适当的无线电信号，从非导航无线电信号中识别和发现多个可用信号，从中提取定位和导航信息。不依赖于特定基础设施，不依赖于特定频点，可望大大提高导航定位系统的性能。
天基通信卫星星座如铱星、全球星和海事卫星等的下行信号具备覆盖广、信号强等特点，因此，该些星座的下行信号是机会信号的一个重要分支。然而，这些信号都是非合作信号，具备发射时间随机、调制形式复杂、辐射源位置未知等技术难点。相关文献中“Collaborative Opportunistic Navigation,IEEE Aerospace and Electronic SystemsMagazine,28(6):38-41,June 2013”(中文：协作机会导航，IEEE航空和电子系统杂志28(6):38-41，2013年6月)中提出了一种协作机会导航定位体系架构，该协作机会导航定位体系架构依赖于数据处理中心，各个节点将所观测的无线电观测信息汇集到数据处理中心，实现信息协作，达到提高导航性能的目的。公开号CN107607907A的专利申请文件公开了一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其公开了针对天基机会无线电信号，将节点分为一般用户节点和参考节点，通过构建时延特征时空分布模型，解算天基非导航卫星位置，并根据用户终端发送的信号，基于所述时延特征时空分布模型，计算用户终端的位置，实现定位导航的过程。
上述现有技术提出了利用机会信号进行导航的思路。但是关于如何从非合作信号中获取机会信号这一关键点，则没有给出具体的方法。因此有必要提供一种机会信号获取方法。
本申请实施例中，导航接收机检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，说明可能出现了有效输入信号，导航接收机将接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻，第一时刻可以表示有效输入信号出现的时刻。在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，说明接收到的信号中没有有效输入信号，将接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻，第二时刻可以表示有效输入信号结束的时刻。当第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，说明第一时刻之后接收到的信号是有效输入信号，那么根据第一时刻和第二时刻确定有效输入信号的起止时刻。根据该起止时刻获取有效输入信号，对有效输入信号滤波后得到下行机会信号。本申请实施例运用信号的短时能量、短时能量大于或等于目标能量门限值的持续时长以及信号的频谱分布三个维度，实现了噪声、下行机会信号和干扰信号的有效分类，达到了获取下行机会信号的目的。
下面将结合附图详细说明本申请实施例提供的下行机会信号获取方法所涉及到的实施环境进行简要说明。
目前，铱星卫星移动通信系统是全球广泛使用的卫星移动通信系统。美国铱星公司发射了六十六颗用于手机全球通讯的人造卫星，这些人造卫星就叫铱星。铱星移动通信系统是美国铱星公司委托摩托罗拉公司设计的一种全球性卫星移动通信系统，它通过使用卫星手持电话机，透过卫星可在地球上的任何地方拨出和接收电话讯号。目前铱星系统已经演进为铱星二代系统，在轨的总卫星数超过120颗。
如图1所示，图1示出了地面导航接收机持续接收和跟踪铱星下行机会信号进行导航定位，其中，A表示铱星，B表示地面接收端，地面接收端包括导航接收机，导航接收机用于接收铱星下行信号，并从铱星下行信号中按照本申请实施例提供的下行机会信号获取方法获取下行机会信号。如图1所示，某一颗铱星沿着轨道有规律的飞行，当其过顶时(处于地面导航接收机上方时)，地面导航接收机持续接收和跟踪该过顶的铱星发送的铱星下行信号。导航接收机包括天线、射频端和处理单元，天线用于接收铱星下行信号，射频端用于将射频信号转换为中频数字信号，处理单元用于对中频数字信号执行本申请提供的下行机会信号获取方法的步骤。如图2所示，图2为铱星信号的帧格式示意图；铱星信号的帧格式可以包括Simplex信道(即单工信道)、四个上行信道U1、U2、U3、U4和四个下行信道D1、D2、D3、D4，其中，单工信道时长20.88ms，每一个上行信道或者每一个下行信道对应的时长为8.64ms。铱星信号的频率范围是41.67KHz。其中，在机会信号导航中，一般使用下行信号进行导航定位，根据图2可知，铱星下行信号包括Simplex信道的信号和四个下行信道的通信信号。
如图3所示，图3示出了采集的铱星下行机会信号的示意图，图3的横坐标为采样点，纵坐标为信号强度，图3中上半部分给出了所采集到的信号的数字域的幅度包络，下半部分给出了所采集到的信号的同相和正交分量的值。从图3中可以看出，铱星下行机会信号可以包括两个部分，信号幅度包络较为恒定的部分和信号幅度包络波动非常大的部分，信号幅度包络较为恒定的部分主要是信号的导频部分如前2.56ms，而波动非常大的部分主要是信号的有效数据区，如前2.56ms后的部分。
如图4所示，图4示出了采集的铱星下行信号的示意图；实际的铱星下行信号中包括铱星下行机会信号、噪声和大量的干扰信号，图4中横坐标表示采样点，纵坐标表示信号强度，图4的上半部分给出了所采集信号的数字域的幅度，下半部分给出了所采集信号的同相和正交分量的值。可以看到，干扰信号非常多，而且幅度大。因此获取下行机会信号的过程中需要剔除噪声和干扰信号的干扰。因此，地面导航接收机接收到铱星下行信号后，需要对铱星下行信号进行检测，从铱星下行信号中获取铱星下行机会信号。
请参考图5，图5为一个实施例提供的一种下行机会信号获取方法的流程图，该方法可以应用于图1所示的实施环境中，如图4所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤101、检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻。
其中，接收到的信号可以是导航接收机的接收天线接收到射频信号，将射频信号通过射频前端转换为中频数字信号，本申请的实施例中，导航接收机接收到的信号是指经过射频前端处理后得到的数字域中频数字信号。可选的，射频前端的中频频率有零、4MHz、70MHz等。该接收到的信号可以是铱星下行信号、海事卫星下行信号或者全球星下行信号，本申请实施例提供的获取下行机会信号的方法可以应用于铱星系统、海事卫星系统或者全球星系统，本申请实施例以铱星为例进行说明。
接收到的信号中包括噪声、干扰信号以及可能存在的有效输入信号。目标能量门限值可以是根据连续的较长时间内的铱星下行信号中的噪声和干扰信号的能量平均值确定的。因此，当接收到的信号中只有噪声和/或干扰信号，而没有有效输入信号时，那么接收到的信号的短时能量与目标门限值相对应，处于目标门限值的范围之内。而当接收到的信号中包括噪声和/或干扰信号和有效输入信号时，由于有效输入信号的加入，使得接收到的信号的短时能量相比于目标门限值变大，因此会出现能量尖峰。
在此基础上，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，说明接收到的信号的能量出现了能量尖峰，因此可能出现了有效输入信号，导航接收机则抓取该能量尖峰对应的信号，并将接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻，第一时刻可以表示有效输入信号出现的时刻。
在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，说明接收到的信号的能量中没有能量尖峰，因此接收到的信号中没有有效输入信号，将接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻，第二时刻可以表示有效输入信号结束的时刻。
在一种可能的实现方式中，检测接收到的信号的短时能量的过程可以包括以下步骤：
A1：对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果。
按照预设的采样频率对接收到的信号进行采样，获取每个采样点对应的信号的幅度，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到每一个采样点对应的信号的平方结果。
A2：将每个平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个采样点对应的信号的短时能量。
将每一个采样点对应的信号的平方结果输入到第二目标滤波器，可以对应采样点的信号的短时能量。其中，第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器，第二目标滤波器的数学表达式可以是：y(n)＝αy(n-1)+βx(n)，其中，其中x(n)为输入，y(n)为输出，α+β＝1，其中α是典型值，可选的，本申请实施例中α＝0.01。
步骤102、当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定。
第一时刻和第二时刻之间接收到的信号中出现了能量尖峰，但并不能确定该能量尖峰是否是可以用于导航的下行机会信号，因此需要根据所需要的信号特征来判断第一时刻和第二时刻之间接收到的信号是否存在有效输入信号。
判断第一时刻和第二时刻之间接收到的信号是否存在有效输入信号的过程可以包括：
获取第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布，当频谱分布具有单频特性时，说明在第一时刻之后的第一预设时长内对应的信号幅度包络较为恒定，可以对应于铱星下行机会信号的导频部分，因此认为第一时刻和第二时刻之间接收到的信号中存在有效输入信号。当频谱分布不具有单频特性，说明第一时刻和第二时刻之间接收到的信号与铱星下行机会信号的导频部分不对应，因此第一时刻和第二时刻之间接收到的信号不存在有效输入信号。
其中，第一预设时长是铱星下行信号的导频部分的时长。可选的，第一预设时长可以是2.56ms。需要说明的，第一预设时长可以根据不同的星座的下行信号的导频部分的时长而确定，例如，海事卫星，假设海事卫星的导频部分的时长为3ms，那么本申请实施例中，对应于海事卫星下行机会信号第一预设时长为3ms。
根据第一时刻和第二时刻确定有效输入信号的起止时刻，例如，以第一时刻作为有效输入信号的信号起始时刻，以第二时刻作为有效输入信号的信号终止时刻。
根据有效输入信号的起止时刻，从接收到的信号中截取起止时刻之间的信号作为有效输入信号。
在一种可能的实现方式中，获取有效输入信号的过程可以包括以下步骤：
B1、当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取有效输入信号。
由于铱星下行信道的长度为8.64ms，时长阈值应小于铱星下行信道的长度。可选的，时长阈值可以是6ms。
当第一时刻和第二时刻之间的时长大于时长阈值，则确认接收到了有效的铱星下行机会信号，否则，认为是无效信号。
在一种可能的实现方式中，获取有效输入信号的过程还可以包括以下步骤：
C1、获取检测时长。
其中，检测接收到的信号的短时能量的过程是将每一个采样点对应的信号的平方结果输入到第二目标滤波器中，而第二目标滤波器的输入和输出之间会产生延时从而产生检测时长，该检测时长是第二目标滤波器的输入时刻与输出时刻之间的时长。
由于检测接收到的信号的短时能量的过程会导致延时，因此检测出来的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻相比于实际的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻延迟了一个检测时长。
对应的，获取有效输入信号的过程包括：
C2、将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻。
C3、将第二时刻获取为信号终止时刻。
C4、从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号。
在一种可能的实现方式中，获取有效输入信号的过程还可以包括以下步骤：
D1、当频谱分布具有单频特性时，计算第一时刻和第二时刻之间的时长是否大于或等于时长阈值。
D2、当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取检测时长。
D3、将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻。
D4、将第二时刻获取为信号终止时刻。
D5、从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号。
步骤103、对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
有效输入信号中包括有下行机会信号。有效输入信号是根据信号起止时刻从接收到的信号中截取的，因此有效输入信号中可以包括噪声和干扰信号，因此需要对有效输入信号进行滤波处理，去除噪声和干扰信号后得到可以用于导航定位的下行机会信号。
如图6所示，图6中示出了根据本申请实施例提供的下行机会信号的获取方法获取的下行机会信号。图6中横坐标表示采样点，纵坐标表示信号的正交分量和同相分量的幅度。相比于图4可以看出，干扰信号能够被有效地剔除，能够获得有效的铱星下行机会信号。如图7所示，图7示出了铱星下行机会信号的示意图。图7的横坐标为采样点计数，纵坐标为信号强度。图7的上半部分给出了获得的下行机会信号的数字域幅度，下半部分给出了下行机会信号的同相和正交分量的值。
本申请实施例中，导航接收机检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，说明可能出现了有效输入信号，导航接收机将接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻，第一时刻可以表示有效输入信号出现的时刻。在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，说明接收到的信号中没有有效输入信号，将接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻，第二时刻可以表示有效输入信号结束的时刻。当第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，说明第一时刻之后接收到的信号是有效输入信号，那么根据第一时刻和第二时刻确定有效输入信号的起止时刻。根据该起止时刻获取有效输入信号，对有效输入信号滤波后得到下行机会信号。
在上述实施例的基础上，请参考图8，图8为一个实施例提供的一种下行机会信号获取方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的实施环境中，如图8所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤201、对在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果。
本申请实施例中，傅里叶变换是指快速傅里叶变换。傅里叶变换结果可以展示出信号的频谱分布情况。
步骤202、对傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
频谱分布具有单频特性，说明在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的包络是恒定的，与下行机会信号的导频部分相对应，因此认为频谱分布具有单频特性表示存在下行机会信号，根据第一时刻和第二时刻确定的信号起止时刻从接收到的信号中截取有效输入信号。
在一种可能的实现方式中，如图9所示，对傅里叶变换结果进行频谱分析的过程可以包括以下步骤：
步骤2021、获取傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值。
傅里叶变换结果中，获取横坐标对应的每一个频率点的幅度的绝对值。
步骤2022、根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过绝对值门限的频率点的数目。
从多个频率点的幅度的绝对值中选择最大绝对值，根据最大绝对值计算绝对值门限，可选的，将最大绝对值的1/N确定为绝对值门限，其中N可以是4。
将每一个频率点对应的幅度的绝对值与绝对值门限进行比较，得到大于绝对值门限的频率点的数目。该些频率点的数目可以表示傅里叶变换结果中对应的横坐标的宽度。
步骤2023、当数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性。当数目大于数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
数目门限值可以为傅里叶变换的频率点总数目的1/100。数目小于或等于数目门限时，说明傅里叶变换结果中出现的波的宽度较小，可以认为该频谱分布具有单频特性。而当数目大于数目门限时，说明傅里叶变换结果中出现的波的宽度较大，因此该频谱分布不具有单频特性。
在上述实施例的基础上，如图10对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号的过程可以包括：
步骤301、根据傅里叶变换结果估算有效输入信号的残留载波频偏值。
可选的，从傅里叶变换结果中获取最大绝对值对应的频率点的角频率；获取理论上最大绝对值对应的理论频率点的角频率，根据理论频率点的角频率和最大绝对值对应的频率点的角频率计算有效输入信号的残留载波频偏值。
可选的，FFT表示快速傅里叶变换，Ui代表FFT接收到的信号的幅度，则残余载波频偏值fi的简单计算的数学式可以是：
步骤302、根据残留载波频偏值去除有效输入信号的残留载波频偏。
根据残留载波频偏值对有效输入信号进行位置变换，去除有效输入信号的残留载波频偏。
步骤303、对去除了残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到下行机会信号。
可选的，本申请实施例中可以使用升余弦滚降滤波器进行滤波。
在上述实施例的基础上，请参考图11，图11为一个实施例提供的一种下行机会信号获取方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的实施环境中，在检测接收到的信号的短时能量之前，如图11所示，该方法可以包括以下步骤：
步骤401、获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率。
可选的，可以是对第二预设时长内接收到的信号的噪声功率求平均值，得到第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率。
可选的，在一个可能的实现方式中，如图12所示，获取噪声平均功率的过程可以包括以下步骤：
步骤4011、根据预设的采样频率对所述第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果。
对第二预设时长内接收到的信号进行预处理，预处理的方式可以是：
根据预设的采样频率对第二预设时长内接收到的信号进行采样，得到每一个采样点对应的信号的幅度。对每一个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到每一个采样点的信号对应的平方结果。
步骤4012、获取第k-1个噪声平均功率，根据第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果。
其中，第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的第一目标滤波器的输出，第p-1个目标平方结果是从所述多个平方结果中得到的，第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器。k为大于1的正整数，p为大于去的正整数。长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器的数学表达式可以是y(n)＝αy(n-1)+βx(n)其中x(n)为输入，y(n)为输出，α+β＝1。α＝1/10000是典型值。
在步骤4012之前还包括对第一目标滤波器进行初始化的过程，该初始化的过程包括：随机选择一段时间内接收到的信号进行采样，采样频率与预设的采样频率可以相同，也可以不同。采样之后获得每一个采样点对应的信号，对每一个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到至少一个平方结果，将该至少一个平方结果输入第一目标滤波器，得到第一目标滤波器的输出，将该第一目标滤波器的输出作为第1个噪声平均功率。
初始化完成之后，可以得到第1个噪声平均功率，然后对噪声平均功率进行更新，更新的过程可以是：从步骤4011中的多个平方结果中，按照采样顺序，判断每一个平方结果是否大于该第1个噪声平均功率的M倍，其中M可以是经验值，本申请实施例中M＝16。
当某一平方结果小于第1个噪声平均功率的M倍，那么继续判断下一个平方结果是否大于该第1个噪声平均功率的M倍，直到找到第1个目标平方结果，目标平方结果为大于第1个噪声平均功率的M倍的平方结果。将第1个目标平方结果输入到第一目标滤波器中，得到第一目标滤波器的输出，作为新的噪声平均功率。
基于上述噪声平均功率的更新原理，本申请实施例中，将第p-1个目标平方结果作为第一目标滤波器的输入，得到第一目标滤波器的输出为第k-1个噪声平均功率。然后将第k-1个噪声平均功率对应第p-1个目标平方结果的采样点之后的多个平方结果依次与以第k-1个噪声平均功率的M倍进行比较，直到发现大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍的平方结果，将该平方结果作为第P个目标平方结果。第p个目标平方结果大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍，所述第p个目标平方结果对应的采样点位于所述第p-1个目标平方结果对应的采样点之后。
步骤4013、将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器后，将第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率。
将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器，得到第一目标滤波器的输出作为第k噪声平均功率。
步骤402、根据噪声平均功率确定目标能量门限值。
可选的，目标能量门限值等于K倍的当前噪声平均功率。
请参考图13，图13为本申请实施例提供的一种下行机会信号检测装置的示意图。该装置可以配置于导航接收机中，如图13所示，该装置包括信号接收时刻模块10、有效输入信号模块11和机会信号模块12，
信号接收时刻模块10，用于检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
有效输入信号模块11，用于当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；
机会信号模块12，用于对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
在本申请的一个实施例中，有效输入信号模块还用于：
对在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
对傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
在本申请的一个实施例中，有效输入信号模块还用于：
获取傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值；
根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过绝对值门限的频率点的数目；
当数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性；
当数目大于数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
在本申请的一个实施例中，机会信号模块还用于：
根据傅里叶变换结果估算有效输入信号的残留载波频偏值；
根据残留载波频偏值去除有效输入信号的残留载波频偏；
对去除了残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到下行机会信号。
在本申请的一个实施例中，该装置还包括目标能量门限模块，目标能量门限模块用于获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率；
根据噪声平均功率确定目标能量门限值。
在本申请的一个实施例中，目标能量门限模块还用于：
根据预设的采样频率对第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果；
获取第k-1个噪声平均功率，第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的第一目标滤波器的输出，第p-1个目标平方结果是从多个平方结果中得到的，第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
根据第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果，第p个目标平方结果大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍，第p个目标平方结果对应的采样点位于第p-1个目标平方结果对应的采样点之后；
将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器后，将第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率；
其中，k为大于1的正整数，p为大于1的正整数，M为大于1的正整数。
在本申请的一个实施例中，该装置还包括时长检测模块，时长检测模块用于获取检测时长，检测时长为执行检测接收到的信号的短时能量的步骤所需消耗的时长；
对应的，机会信号模块还用于：将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻；
将第二时刻获取为信号终止时刻；
从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号
在本申请的一个实施例中，信号接收时刻模块还用于：
对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果；
将每个平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个采样点对应的信号的短时能量，第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器。
在本申请的一个实施例中，机会信号模块还用于：
当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取有效输入信号。
请参考图14，图14为本申请实施例提供的一种下行机会信号检测装置的示意图。该装置可以配置于导航接收机中，如图14所示，该装置包括包括缓存模块B1、信号短时能量检测模块B2、噪声特性估计与目标能量门限设定模块B3、傅里叶变换模块B4、频谱分布特性检测模块B5、残留载波频偏计算模块B6、去除载波频偏模块B7和匹配滤波模块B8，其中，
缓存模块B1的输入包括：接收到的信号、来自信号短时能量检测模块B2的超过门限指示、来自频谱分布特征检测模块B5的信号有效指示；缓存模块B1的输出连接到去除载波频谱模块；缓存模块B1的功能是缓存接收到的信号，根据超过门限指示获得接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻T1，以及接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值的时刻T2，根据来自频谱分布特征检测模块B5的信号有效指示截取T1-D到T2时刻的接收到信号为有效接收到信号并输出。其中，D为检测时长，D不小于信号短时能量检测模块B2的处理延迟。
信号短时能量检测模块B2的输入包括：接收到的信号、来自噪声特性估计与目标能量门限设定模块B3的目标能量门限值的输入；信号短时能量检测模块B2输出超过门限指示到缓存模块B1和傅里叶变换模块B4；信号短时能量检测模块B2的功能是检测接收到的信号的短时能量，若接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，则输出超过门限指示。
噪声特性估计与目标能量门限设定模块B3的输入包括：接收到的信号；噪声特性估计与目标能量门限设定模块B3输出目标能量门限值到短时能量检测模块B2；噪声特性估计与目标能量门限设定模块B3的功能是持续对接收到的信号的噪声特性进行在线统计学习，获得噪声平均功率；设定目标能量门限等于K倍当前噪声平均功率并输出。
傅里叶变换模块B4的输入包括：接收到信号、信号短时能量检测模块B2；傅里叶变换模块B4的输出连接频谱分布特性检测模块B5、残留载波频偏计算模块B6；傅里叶变换模块B4对超过门限指示之后不大于2.56毫秒的时长内接收到信号进行快速傅里叶变换，并输出傅里叶变换结果给频谱分布特性检测模块B5和残留载波频偏计算模块B6。
频谱分布特性检测模块B5的输入包括：来自傅里叶变换模块B4傅里叶变换结果；频谱分布特性检测模块B5的输出连接缓存模块B1；频谱分布特性检测模块B5的功能是采用统计学习方法检测来自傅里叶变换模块B4的傅里叶变换结果的频谱分布特征，若频谱分布具有单频特性，则输出信号有效指示给缓存模块B1。
残留载波频偏计算模块B6的输入包括来自傅里叶变换模块B4的傅里叶变换结果；残留载波频偏计算模块B6的输出连接去除载波频偏模块B7；残留载波频偏计算模块B6的功能根据来自傅里叶变换模块B4的傅里叶变换结果估算所述有效接收到信号的残留载波频偏值。
去除载波频偏模块B7的输入连接残留载波频偏计算模块B6和缓存单元B1；去除载波频偏模块B7的输出连接匹配滤波模块B8；去除载波频偏模块B7的功能是根据来自残留载波频偏计算模块B6的残留载波频偏值去除缓存模块B1的有效输入信号的残留载波频偏。
匹配滤波模块B8的输入连接去除载波频偏模块B7；匹配滤波模块B8的输出为最终输出；匹配滤波模块B8的功能是对有效输入信号进行匹配滤波。
在本申请的一个实施例中，如图15所示，缓存单元B1包括：延迟单元B11、先进先出队列B12和输出控制模块B13。
延迟单元B11连接接收到的信号，并输出延迟后的信号到先进先出队列B12；延迟单元功能是将输入信号延迟D秒。D不小于信号短时能量检测模块B2的处理延迟，如前文所述，信号短时能量检测模块B2检测输入信号短时能量，通常是通过一个滤波器实现的，该滤波器的输出和输入之间是存在延迟的，D应该不小于这个延迟才能保证所有有效输入信号都能够被输出。
先进先出队列B12的输入包括延迟单元B11延迟后的信号和超过门限指示，先进先出队列B12的输出连接到输出控制模块B13；先进先出队列B12的功能是缓存足够的有效信号，以保证能够截取T1-D到T2时刻的输入信号并输出，超过信号门限指示通常是一个bit的信号，因此，先进先出队列B12的具体功能是在超过信号门限指示的上升沿即T1时刻清空缓存，并开始缓存来自延迟单元B11的信号，直到T2+D时刻停止缓存。特别指出，本申请实施例中所有的时刻为绝对时刻，由于延迟D的存在，所以先进先出队列B12停止缓存的时刻为T2+D时刻。
输出控制模块B13的输入连接先进先出队列B12和信号有效指示，输出是缓存单元B1的输出；输出控制模块B13的功能，是在信号有效指示开始输出先进先出队列B12缓存的信号到缓存单元B1的输出。
一般地，因为实际有效输入信号的达到间隔较长，总能保证输出控制模块B13将上一个有效输出信号全部输出完毕，新的有效输入信号才能到达，先进先出队列B12才会清空缓存。
在本申请的一个实施例中，所述缓存单元还包括：超过门限指示时间长度检测单元B14。超过门限指示时间长度检测单元B14的输入为超过门限指示，输出为时间长度有效指示，功能为检测超过门限指示的长度的合理性检查，检查通过则输出时间长度有效指示到输出控制模块B13。输出控制模块B13在信号有效指示和时间长度有效指示同时有效后才将缓存的信号输出。
在本申请的一个实施例中，提供了一种导航接收机，其内部结构图可以如图16所示，该导航接收机包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口。其中，该导航接收机的处理器用于提供计算和控制能力。该导航接收机的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该目标通信卫星的网络接口用于与外部的网络设备通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时实现一种下行机会信号的获取方法的步骤。
本领域技术人员可以理解，图16中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的导航接收机的限定，具体的导航接收机可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行该计算机程序时实现以下步骤：
检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；
对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：
对在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
对傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：获取傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值；
根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过绝对值门限的频率点的数目；
当数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性；
当数目大于数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：根据傅里叶变换结果估算有效输入信号的残留载波频偏值；
根据残留载波频偏值去除有效输入信号的残留载波频偏；
对去除了残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到下行机会信号。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率；
根据噪声平均功率确定目标能量门限值。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：根据预设的采样频率对第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果；
获取第k-1个噪声平均功率，第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的第一目标滤波器的输出，第p-1个目标平方结果是从多个平方结果中得到的，第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
根据第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果，第p个目标平方结果大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍，第p个目标平方结果对应的采样点位于第p-1个目标平方结果对应的采样点之后；
将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器后，将第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率；
其中，k为大于1的正整数，p为大于1的正整数，M为大于1的正整数。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：获取检测时长，检测时长为执行检测接收到的信号的短时能量的步骤所需消耗的时长；
对应的，获取有效输入信号，包括：
将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻；
将第二时刻获取为信号终止时刻；
从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果；
将每个平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个采样点对应的信号的短时能量，第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器。
在一个实施例中，该处理器执行该计算机程序时还实现以下步骤：当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取有效输入信号。
上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于目标能量门限值时，将短时能量小于目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
当在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，有效输入信号的起止时刻根据第一时刻和第二时刻确定；
对有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对在第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
对傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值；
根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过绝对值门限的频率点的数目；
当数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性；
当数目大于数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据傅里叶变换结果估算有效输入信号的残留载波频偏值；
根据残留载波频偏值去除有效输入信号的残留载波频偏；
对去除了残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到下行机会信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率；
根据噪声平均功率确定目标能量门限值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据预设的采样频率对第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果；
获取第k-1个噪声平均功率，第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的第一目标滤波器的输出，第p-1个目标平方结果是从多个平方结果中得到的，第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
根据第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果，第p个目标平方结果大于或等于第k-1个噪声平均功率的M倍，第p个目标平方结果对应的采样点位于第p-1个目标平方结果对应的采样点之后；
将第p个目标平方结果输入至第一目标滤波器后，将第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率；
其中，k为大于1的正整数，p为大于1的正整数，M为大于1的正整数。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取检测时长，检测时长为执行检测接收到的信号的短时能量的步骤所需消耗的时长；
对应的，获取有效输入信号，包括：
将第一时刻减去检测时长，得到信号起始时刻；
将第二时刻获取为信号终止时刻；
从信号起始时刻和信号终止时刻之间接收到的信号截取有效输入信号。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果；
将每个平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个采样点对应的信号的短时能量，第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：当第一时刻和第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取有效输入信号。
上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种下行机会信号获取方法，其特征在于，包括，
检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于所述目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在所述第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于所述目标能量门限值时，将短时能量小于所述目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
当在所述第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，所述有效输入信号的起止时刻根据所述第一时刻和所述第二时刻确定；
对所述有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当在所述第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，包括：
对在所述第一时刻之后的所述第一预设时长内接收到的信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果；
对所述傅里叶变换结果进行频谱分析，当频谱分析结果为频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述傅里叶变换结果进行频谱分析，包括：
获取所述傅里叶变换结果中每一个频率点对应的幅度的绝对值；
根据最大绝对值确定绝对值门限，获取超过所述绝对值门限的频率点的数目；
当所述数目小于或等于数目门限时，确定频谱分布具有单频特性；
当所述数目大于所述数目门限时，确定频谱分布不具有单频特性。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号，包括：
根据所述傅里叶变换结果估算所述有效输入信号的残留载波频偏值；
根据所述残留载波频偏值去除所述有效输入信号的残留载波频偏；
对去除了所述残留载波频偏的有效输入信号进行匹配滤波，得到所述下行机会信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测接收到的信号的短时能量之前，所述方法还包括：
获取第二预设时长内接收到的信号的噪声平均功率；
根据所述噪声平均功率确定所述目标能量门限值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据第二预设时长内接收到的信号的噪声特性，获得噪声平均功率，包括：
根据预设的采样频率对所述第二预设时长内接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到与多个采样点一一对应的多个平方结果；
获取第k-1个噪声平均功率，所述第k-1个噪声平均功率是将第p-1个目标平方结果输入至第一目标滤波器后得到的所述第一目标滤波器的输出，所述第p-1个目标平方结果是从所述多个平方结果中得到的，所述第一目标滤波器是长记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
根据所述第k-1个噪声平均功率获取第p个目标平方结果，所述第p个目标平方结果大于或等于所述第k-1个噪声平均功率的M倍，所述第p个目标平方结果对应的采样点位于所述第p-1个目标平方结果对应的采样点之后；
将所述第p个目标平方结果输入至所述第一目标滤波器后，将所述第一目标滤波器的输出确定为第k个噪声平均功率；
其中，k为大于1的正整数，p为大于1的正整数，M为大于1的正整数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测接收到的信号的短时能量，包括：
对接收到的信号进行采样，对每个采样点对应的信号的幅度进行平方，得到多个平方结果；
将每个所述平方结果输入至第二目标滤波器，得到每个所述采样点对应的信号的短时能量，所述第二目标滤波器是短记忆一阶无限冲激响应数字滤波器；
获取检测时长，所述检测时长为所述第二目标滤波器的输入时刻与输出时刻之间的时长；
对应的，所述获取有效输入信号，包括：
将所述第一时刻减去所述检测时长，得到信号起始时刻；
将所述第二时刻获取为信号终止时刻；
从所述信号起始时刻和所述信号终止时刻之间接收到的信号截取所述有效输入信号。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述获取有效输入信号还包括：
当所述第一时刻和所述第二时刻之间的时长大于或等于时长阈值时，获取所述有效输入信号。
9.一种下行机会信号检测装置，其特征在于，包括：
信号接收时刻模块，用于检测接收到的信号的短时能量，当接收到的信号的短时能量大于或等于目标能量门限值时，将短时能量大于或等于所述目标能量门限值的时刻确定为第一时刻；在所述第一时刻之后，当接收到的信号的短时能量小于所述目标能量门限值时，将短时能量小于所述目标能量门限值的时刻确定为第二时刻；
有效输入信号模块，用于当在所述第一时刻之后的第一预设时长内接收到的信号的频谱分布具有单频特性时，获取有效输入信号，所述有效输入信号的起止时刻根据所述第一时刻和所述第二时刻确定；
机会信号模块，用于对所述有效输入信号进行滤波处理，得到下行机会信号。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910578140.XA CN112152737B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910578140.XA CN112152737B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112152737A CN112152737A (zh) | 2020-12-29 |
| CN112152737B true CN112152737B (zh) | 2021-12-17 |
Family
ID=73891119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910578140.XA Active CN112152737B (zh) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | 下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112152737B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113079557B (zh) * | 2021-03-25 | 2022-09-16 | 海能达通信股份有限公司 | 信道扫描的方法、装置、设备和存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102037378A (zh) * | 2008-05-22 | 2011-04-27 | 诺瓦特公司 | 利用机会信号和辅助信息来减少首次定位时间的gnss接收器 |
| CN103903270A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 东南大学 | 光纤链路监测信号的规整化有效特征段选取方法 |
| CN107607907A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-19 | 中国科学院光电研究院 | 一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统 |
| CN107656297A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-02-02 | 中国科学院光电研究院 | 一种基于天基机会信号的定位方法 |
| US9900112B1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-02-20 | Futurewei Technologies, Inc. | Method for calibration of a MIMO array based on an opportunistic signal |
-
2019
- 2019-06-28 CN CN201910578140.XA patent/CN112152737B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102037378A (zh) * | 2008-05-22 | 2011-04-27 | 诺瓦特公司 | 利用机会信号和辅助信息来减少首次定位时间的gnss接收器 |
| CN103903270A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-07-02 | 东南大学 | 光纤链路监测信号的规整化有效特征段选取方法 |
| US9900112B1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-02-20 | Futurewei Technologies, Inc. | Method for calibration of a MIMO array based on an opportunistic signal |
| CN107607907A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-19 | 中国科学院光电研究院 | 一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统 |
| CN107656297A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-02-02 | 中国科学院光电研究院 | 一种基于天基机会信号的定位方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Collaborative opportunistic navigation;Zaher M. Kassas;《IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine》;20130618;第28卷(第6期);全文 * |
| Positioning Based on Signals of Opportunity;Angelo Coluccia，et al.;《IEEE Communications Letters》;20140109;第18卷(第2期);全文 * |
| 基于协作和机会信号的无线定位技术研究;金晓岑;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20150915(第9期);第I136-155页 * |
| 机会信号导航系统关键技术研究;陈长远;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20180615(第6期);第I136-951页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112152737A (zh) | 2020-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Savasta et al. | Interference mitigation in GNSS receivers by a time-frequency approach | |
| US11671133B2 (en) | Adaptive narrowband and wideband interference rejection for satellite navigation receiver | |
| RU2669700C1 (ru) | Радиоприемник для определения местоположения источника сигнала | |
| US9635508B2 (en) | Fast method for wideband spectrum sensing | |
| US20060082496A1 (en) | Radiation-hardened fast acquistion/weak signal tracking system and method | |
| TW200539588A (en) | Apparatus and method for acquiring spread-spectrum signals | |
| RU2513028C2 (ru) | Устройство подавления узкополосных помех в спутниковом навигационном приемнике | |
| KR102202249B1 (ko) | Gnss 이용가능성을 예측하기 위하여 기회 신호를 활용함으로써 gnss 수신기 전력 사용을 감소시키기 위한 시스템 및 방법 | |
| KR20140124397A (ko) | 무선 신호 수신기에서의 원치 않는 협대역 신호 기여의 검출 및 필터링 | |
| US20160173241A1 (en) | Detecting and processing weak signals using an array of antennas | |
| US20140140440A1 (en) | Spur detection, cancellation and tracking in a wireless signal receiver | |
| US20150204981A1 (en) | Signal processing method for ultra-fast acquisition and tracking of severely attenuated spread spectrum signals with doppler frequency and apparatus thereof | |
| CN104898136A (zh) | 一种北斗二代卫星b1信号的捕获方法及其系统 | |
| CN108931789B (zh) | 攻击检测方法、攻击检测器、计算机可读存储介质和终端 | |
| CN112152737B (zh) | 下行机会信号获取方法、装置、设备及存储介质 | |
| KR20110019393A (ko) | 위성 위치확인 시스템 신호를 프로세싱하는 방법 및 장치 | |
| Tamazin et al. | Robust fine acquisition algorithm for GPS receiver with limited resources | |
| Dovis et al. | A run-time method based on observable data for the quality assessment of GNSS positioning solutions | |
| US10884137B2 (en) | Position detection system, position detection device, position detection method, and sensor terminal | |
| Vilà-Valls et al. | Multi-frequency GNSS robust carrier tracking for ionospheric scintillation mitigation | |
| CN107576975B (zh) | 应用于卫星导航系统的误差评估的模型的处理方法和装置 | |
| KR20110060734A (ko) | 적응형 항법위성신호 획득 장치 및 방법 | |
| CN102869091B (zh) | 一种确定定位参考信号到达时间的方法及装置 | |
| CN104993844B (zh) | 一种频域搜索方法及装置 | |
| CN116636151A (zh) | 用于卫星导航接收器的自适应窄频带和宽频带干扰抑制 |
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 |