CN113296129A - 一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置 - Google Patents

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CN113296129A CN202110654913.5A CN202110654913A CN113296129A CN 113296129 A CN113296129 A CN 113296129A CN 202110654913 A CN202110654913 A CN 202110654913A CN 113296129 A CN113296129 A CN 113296129A
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Abstract

本发明提供一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置，包括：在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；以通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且使GNSS信号能够更加成功被捕获。

Description

一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置
技术领域
本发明涉及卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置。
背景技术
随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)中导航技术的发展和广泛应用。GNSS发射设备常在高速运动状态下发射GNSS信号，由于GNSS接收设备所处的场景复杂，GNSS的信号强度较弱，从而导致GNSS信号很难被GNSS接收设备捕获。
目前，常通过相干积分的方式来提升GNSS信号的强度，以便于GNSS信号接收设备捕获GNSS发射设备发射的GNSS信号。由于在使用这种方式提升GNSS信号的信号强度时，电文比特翻转和视线方向动态等因素均会导致的GNSS信号出现多普勒变化，从而导致GNSS信号接收设备无法成功捕获GNSS信号。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置，以解决现有技术中存在的GNSS信号接收设备无法成功捕获GNSS信号的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例示出了一种卫星信号捕获方法，所述方法包括：
获取GNSS信号，其中，所述GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号；
在对所述GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，其中，第一相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，所述初始差分相干积分结果的数量为多个；
基于所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果；
基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果，其中，第二相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果；
将所述多组差分相干积分结果和所述非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果；
在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号捕获成功。
可选的，所述基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，包括：
将第一相干积分结果分成多组；
确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭进行相乘，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同。
可选的，所述在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，所述计算所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数，得到多组差分相干积分结果，包括：
基于所述每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的幅值；
基于所述与初始差分相干积分结果对应的幅值，确定每组所述初始差分相干积分结果对应的模；
基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；
针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的模与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
可选的，在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，所述计算所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数，得到多组差分相干积分结果，包括：
基于所述每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的实部；
基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；
针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的实部与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
可选的，所述在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号的捕获成功，包括：
在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；
若大于，确定所述电文通道的GNSS信号的捕获成功；
在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；
若大于，确定所述导频通道的GNSS信号的捕获成功。
本发明实施例第二方面示出了一种卫星信号的相干积分后处理装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取GNSS信号，其中，所述GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号；
第一确定单元，用于在对所述GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，其中，第一相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，所述初始差分相干积分结果的数量为多个；
第一计算单元，用于基于所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果；
第二确定单元，用于基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果，其中，第二相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果；
第二计算单元，用于将所述多组差分相干积分结果和所述非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果；
第三确定单元，用于在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号捕获成功。
可选的，所述第一确定单元具体用于：将第一相干积分结果分成多组；确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭相乘，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同。
可选的，所述在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，所述第一计算单元，具体用于：基于所述每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的幅值；基于所述与初始差分相干积分结果对应的幅值，确定每组所述初始差分相干积分结果对应的模；基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的模与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
可选的，所述在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，所述第一计算单元，具体用于：基于所述每一组第一相干积分结果对应的所述初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的实部；基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的实部与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
可选的，所述第三确定单元，具体用于：在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定所述电文通道的GNSS信号的捕获成功；在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定所述导频通道的GNSS信号的捕获成功。
基于上述本发明实施例提供的一种卫星信号捕获方法及卫星信号的相干积分后处理装置，该方法包括：获取GNSS信号，其中，GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号；在对GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，其中，第一相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，初始差分相干积分结果的数量为多个；基于初始差分相干积分结果和与初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果；基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果，其中，第二相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果；将多组差分相干积分结果和非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果；在确定相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定GNSS信号捕获成功。在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；以通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种卫星信号捕获方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的用于电文通道的卫星信号捕获方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的用于电文通道的卫星信号捕获方法的原理图；
图4为本发明实施例提供的用于导频通道的卫星信号捕获方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的用于导频通道的卫星信号捕获方法的原理图；
图6为本发明实施例提供的一种卫星信号的相干积分后处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；以通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
在本发明实施例中，本发明示出的卫星信号捕获方法不仅可以对GNSS信号进行处理，也可以对所有的码分多址CDMA信号进行处理。
参见图1，为本发明实施例示出的一种卫星信号捕获方法的流程示意图，该卫星信号捕获方法包括：
步骤S101：获取GNSS信号。
在步骤S101中，GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号。
在具体实现步骤S101的过程中，获取全球卫星定位系统GNSS发送的电文通道的GNSS信号和/或导频通道的GNSS信号。
步骤S102：在对GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果。
在步骤S102中，第一相干积分结果对GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，初始差分相干积分结果的数量为多个。
在本发明实施例中，由于GNSS信号的功率较弱，需要通过相干积分的方式来提升GNSS信号的能力，但是GNSS信号电文比特翻转和视线方向动态会影响相干积分的处理时长，从而出现多普勒变化，而导致GNSS信号的功率无法提升，因此需要在对GNSS信号完成相干积分后继续进行能量累加。
在具体实现步骤S102的过程中，将对GNSS信号进行相干积分得到的相干积分结果分为两部分，得到第一相干积分结果和第二相干积分结果。利用第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果。
需要说明的是，第一相干积分结果为差分前相干积分结果。第二相干积分结果为非相干前相干积分结果。
延迟差分间隔后的相干积分结果是对第一相干积分结果延迟与该第一相干积分结果对应的差分间隔后得到的。
步骤S103：基于初始差分相干积分结果和与初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果。
在具体实现步骤S103的过程中，通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。
步骤S104：基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果。
在步骤S104中，第二相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果。
在具体实现步骤S104的过程中，将第二相干积分结果中同相支路I和正交支路Q的相干积分的平方和对应的开方值进行累加，确定非相干积分结果。
步骤S105：将多组差分相干积分结果和非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果。
在具体实现步骤S105的过程中，非相干积分结果和多组差分相干结果对应的幅值相累加，得到相干积分后处理结果。
步骤S106：判断相干积分后处理结果是否大于预设的门限值，若大于，执行步骤S107，若小于，确定GNSS信号不能被成功捕获。
在具体实现步骤S106的过程中，将相干积分后处理结果和预设的门限值进行比较，当相干积分后处理结果大于预设的门限值时，执行步骤S107，当相干积分后处理结果小于或等于预设门限值，说明当前所提升的GNSS信号所对应的能量还不足以被捕获。
需要说明的是，预设的门限值是指预先根据经验进行设置的，对此本发明实施例不加以限制。
步骤S107：确定GNSS信号被捕获成功。
在具体实现步骤S107的过程中，GNSS信号所对应的能量能够被卫星信号接收器成功捕获。
在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；以通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
基于上述本发明实施例示出的卫星信号捕获方法，在执行步骤S102基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果的过程中，包括以下步骤：
步骤S11：将第一相干积分结果分为多组。
在具体实现步骤S11的过程中，将第一相干积分结果分为M组，每组第一相干积分结果对应一个差分间隔。
需要说明的是，每一组第一相干积分结果对应的差分间隔不同。
进一步，需要说明的是，M为大于等于1的正整数，当GNSS信号对应的初始功率较小时，为了最大程度的提高相干积分后处理所提升的GNSS信号所对应的功率，一般将M的取值尽可能的大。
可选的，可以按照第一相干积分结果对应的相干支路进行分组，每一组第一相干积分结果对应一个差分间隔。
步骤S12：确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭进行计算，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果。
在步骤S12中，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同，每一组第一相干积分结果可表示为共k时刻的相干积分结果，相干积分结果包括实部和虚部。
在具体实现步骤S12的过程中，针对每组的第一相干积分结果，将k时刻的相干积分结果和延迟差分间隔nTcoh后对应的相干积分结果的共轭相乘，得到每一k时刻对应的初始差分相干积分结果。对共k时刻得到的初始差分相干积分结果进行累加计算，从而确定每一组第一相干积分结果的初始差分相干积分结果。
需要说明的是，差分间隔nTcoh是指两组参与相乘的相干积分结果之间相隔n个相干积分周期Tcoh，n的取值为大于1的正整数。
进一步需要说明的是，差分间隔包括一个相干积分周期至K-1个相干积分周期，K为大于2的正整数，n小于等于K-1。
例如，当n为1时，差分间隔nTcoh是指一倍间隔的差分相干，当n为2时，差分间隔nTcoh是指二倍间隔的差分相干，当n为K-1时，差分间隔nTcoh是指K-1倍间隔的差分相干。
在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分分为分组，确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭进行计算，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
在本发明实施例中，GNSS信号根据有无导航电文分为电文通道的GNSS信号和导频通道的GNSS信号，在具体实现中，可以通过电文通道接收GNSS信号，也可以通过导频通道接收GNSS信号，下面分别进行说明。
参见图2，为本发明实施例提供的用于电文通道的卫星信号捕获方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S201：获取电文通道的GNSS信号。
步骤S202：在对GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果。
在步骤S202中，第一相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，初始差分相干积分结果的数量为多个。
需要说明的是，步骤S201和步骤S202的具体实现过程与上述实施例示出的步骤S101和步骤S102的具体实现过程相同，可相互参见，对此本发明实施例不加以限制。
步骤S203：基于每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与初始差分相干积分对应的幅值。
在具体实现步骤S203的过程中，针对每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，将初始差分相干积分结果的实部和虚部进行计算，得到与初始差分相干积分对应的幅值。
在本发明实施例中，由于每组第一相干积分结果对应一个差分间隔，因此每一差分间隔也与一个初始差分相干积分的幅值对应。
例如，当n为1时，差分间隔nTcoh与一倍间隔的初始差分相干积分对应的幅值对应，当n为2时，差分间隔nTcoh与二倍间隔的初始差分相干积分对应的幅值对应，当n为K-1时，差分间隔nTcoh与K-1倍间隔的初始差分相干积分对应的幅值对应。
步骤S204：基于与初始差分相干积分对应的幅值，确定每组初始差分相干积分结果对应的模。
在具体实现步骤S204的过程中，将每组初始差分相干积分对应的幅值进行开方，得到每组初始差分相干积分结果对应的模。
可选的，除了上述示出的确定初始差分相干积分结果对应的模的方式，也可以直接通过对初始差分相干积分结果的实部和虚部进行计算，得到每组初始差分相干积分结果对应的模。
步骤S205：基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数。
在具体实现步骤S205的过程中，针对每一组第一相干积分结果的差分间隔，将差分间隔nTcoh代入公式(1)进行计算，确定每一组初始差分相干结果的权重系数z。
公式(1)：
z＝sinc(2πnΔfmaxTcoh) (1)
其中，n为差分间隔的个数；Δfmax为GNSS信号载波频率搜索步径引起最大频率误差。
需要说明的是，n的取值越大，该初始差分相干结果的权重系数z就越小。
在本发明实施例中，每组初始差分相干结果的权重系数z取值方式有多种，当GNSS信号的功率波动较小时，可以将预先设置的权重系数作为每组初始差分相干结果的权重系数z；当GNSS信号的功率波动较大时，差分间隔nTcoh越大，差分间隔nTcoh对应的初始差分相干结果的权重系数就越小，此时可通过公式(1)确定初始差分相干结果的权重系数z，还可以通过cosc等函数确定初始差分相干结果的权重系数z，对此本发明实施例不加以限定。
步骤S206：针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的模与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
在本发明实施例中，每一组初始差分相干积分结果是不同时刻的初始差分相干积分结果累加的结果，而GNSS信号对应的功率的变化可能会导致不同时间间隔的初始差分相干积分结果出现相位翻转。因此，需要用权重系数来调整初始差分相干积分结果。
在具体实现步骤S206的过程中，将每组初始差分相干积分结果对应的模和该组初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到每组差分相干积分结果，进而确定多组差分相干积分结果。
步骤S207：基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果。
在步骤S207中，第二相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果。
步骤S208：将多组差分相干积分结果和非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果。
步骤S209：判断相干积分后处理结果是否大于预设的门限值，若大于，执行步骤S210，若小于或等于确定GNSS信号不能被成功捕获。
步骤S210：确定GNSS信号被捕获成功。
需要说明的是，步骤S207至步骤S210的具体实现过程与上述步骤S104至步骤S107的具体实现过程相同，可相互参见。
在本发明实施例中，如图3所示，为本发明实施例示出的基于步骤S201至步骤S210的内容体现的适用于电文通道的卫星信号捕获的原理结构图。
在本发明实施例中，获取电文通道的GNSS信号，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；通过每一组初始差分相干积分结果，确定每一组初始差分相干积分结果对应的模；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔确定与差分间隔对应的初始差分相干结果的权重系数。计算每一组初始差分相干积分结果对应的模与其初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。以通过对应的权重系数来调整不同差初始差分相干积分结果。再利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获，且可以消除卫星信号中的电文比特的影响。
参见图4，为本发明实施例提供的用于导频通道的卫星信号捕获方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S401：获取导频通道的GNSS信号。
步骤S402：在对GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和差分间隔对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果。
在步骤S402中，第一相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，初始差分相干积分结果的数量为多个。
需要说明的是，步骤S401和步骤S402的具体实现过程与上述实施例示出的步骤S101和步骤S102的具体实现过程相同，可相互参见，对此本发明实施例不加以限制。
步骤S403：基于每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与初始差分相干积分结果对应的实部。
在具体实现步骤S403的过程中，针对每一组初始差分相干积分结果，获取与初始差分相干积分结果对应的实部。
步骤S404：基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数。
需要说明的是，步骤S404的具体实现过程与上述步骤S205的具体实现过程相同，可相互参见。
步骤S405：针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的实部与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
在具体实现步骤S405的过程中，将每组初始差分相干积分结果对应的实部和该组初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到每组差分相干积分结果，进而确定多组差分相干积分结果。
步骤S406：基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果。
在步骤S406中，第二相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果。
步骤S407：将多组差分相干积分结果和非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果。
步骤S408：判断相干积分后处理结果是否大于预设的门限值，若大于，执行步骤S409，若小于或等于，确定GNSS信号不能被成功捕获。
步骤S409：确定GNSS信号被捕获成功。
需要说明的是，步骤S406至步骤S409的具体实现过程与上述步骤S104至步骤S107的具体实现过程相同，可相互参见。
在本发明实施例中，如图5所示，为本发明实施例示出的基于步骤S401至步骤S409的内容体现的适用于导频通道的卫星信号捕获的原理结构图。
在本发明实施例中，获取导频通道的GNSS信号，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；通过每一组初始差分相干积分结果，确定每一组初始差分相干积分结果对应的实部；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数。针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的实部与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。以通过对应的权重系数来调整不同差初始差分相干积分结果。再利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获，且可以消除卫星信号动态的影响。
与上述本发明实施例公开的卫星信号捕获方法相对应，本发明实施例还对应公开了一种卫星信号的相干积分后处理装置的结构示意图，如图6所示，所述装置包括：
获取单元601，用于获取GNSS信号。
其中，GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号。
第一确定单元602，用于在对GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果。
第一计算单元603，用于基于初始差分相干积分结果和与初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果。
第二确定单元604，用于基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果。
需要说明的是，第二相干积分结果是对GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果。
第二计算单元605，用于将多组差分相干积分结果和非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果。
第三确定单元606，用于在确定相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定GNSS信号的捕获成功。
可选的，第三确定单元606，具体用于：在确定GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，判断相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定电文通道的GNSS信号的捕获成功；在确定GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，判断相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定导频通道的GNSS信号的捕获成功。
需要说明的是，上述本发明实施例公开的卫星信号的相干积分后处理装置中的各个单元具体的原理和执行过程，与上述本发明实施示出的卫星信号捕获方法相同，可参见上述本发明实施例公开的卫星信号捕获方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；以通过与初始差分相干积分结果对应的权重系数来调整不同差分间隔对应的初始差分相干积分结果，得到多组差分相干积分结果。利用多组差分相干积分结果和基于第二相干积分结果计算得到的非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果，进而确定GNSS信号是否捕获成功。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
基于上述本发明实施例示出的卫星信号的相干积分后处理装置，第一确定单元602具体用于：将第一相干积分结果分成多组；确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭相乘，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同。
在本发明实施例中，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分分为分组，确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭进行计算，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，不仅能够避免电文比特翻转和信号动态的影响，且能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获。
基于上述本发明实施例示出的卫星信号的相干积分后处理装置，在确定GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，第一计算单元603，具体用于：基于每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与初始差分相干积分结果对应的幅值；基于与初始差分相干积分结果对应的幅值，确定每组初始差分相干积分结果对应的模；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的模与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
在本发明实施例中，获取电文通道的GNSS信号，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；通过每一组初始差分相干积分结果，确定每一组初始差分相干积分结果对应的模；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔确定与差分间隔对应的初始差分相干结果的权重系数。计算每一组初始差分相干积分结果对应的模与其初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获，且可以消除卫星信号中的电文比特的影响。
基于上述本发明实施例示出的卫星信号的相干积分后处理装置，在确定GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，第一计算单元603，具体用于：基于每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与初始差分相干积分结果对应的实部；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的实部与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
在本发明实施例中，获取导频通道的GNSS信号，在对GNSS信号进行相干积分后，将第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行处理，确定初始差分相干积分结果；通过每一组初始差分相干积分结果，确定每一组初始差分相干积分结果对应的实部；基于每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数。针对每一组初始差分相干积分结果，计算初始差分相干积分结果对应的实部与初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。通过上述方式对GNSS信号进行捕获，能够最大程度的提高GNSS信号的能量，以使得GNSS信号能够更加成功被捕获，且可以消除卫星信号动态的影响。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种卫星信号捕获方法，其特征在于，所述方法包括：
获取GNSS信号，其中，所述GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号；
在对所述GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，其中，第一相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，所述初始差分相干积分结果的数量为多个；
基于所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果；
基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果，其中，第二相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果；
将所述多组差分相干积分结果和所述非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果；
在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号捕获成功。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，包括：
将第一相干积分结果分成多组；
确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭进行相乘，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，所述计算所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数，得到多组差分相干积分结果，包括：
基于所述每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的幅值；
基于所述与初始差分相干积分结果对应的幅值，确定每组所述初始差分相干积分结果对应的模；
基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；
针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的模与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，所述计算所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数，得到多组差分相干积分结果，包括：
基于所述每一组第一相干积分结果对应的所述初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的实部；
基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；
针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的实部与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号的捕获成功，包括：
在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；
若大于，确定所述电文通道的GNSS信号的捕获成功；
在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；
若大于，确定所述导频通道的GNSS信号的捕获成功。
6.一种卫星信号的相干积分后处理装置，其特征在于，所述装置包括：
获取单元，用于获取GNSS信号，其中，所述GNSS信号包括电文通道的GNSS信号或导频通道的GNSS信号；
第一确定单元，用于在对所述GNSS信号进行相干积分后，基于第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果进行计算，确定初始差分相干积分结果，其中，第一相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的一部分相干积分结果，所述初始差分相干积分结果的数量为多个；
第一计算单元，用于基于所述初始差分相干积分结果和与所述初始差分相干积分结果对应的权重系数进行计算，得到多组差分相干积分结果；
第二确定单元，用于基于第二相干积分结果进行非相干积分处理，确定非相干积分结果，其中，第二相干积分结果是对所述GNSS信号进行相干积分后得到的另一部分相干积分结果；
第二计算单元，用于将所述多组差分相干积分结果和所述非相干积分结果进行累加，得到相干积分后处理结果；
第三确定单元，用于在确定所述相干积分后处理结果大于预设的门限值时，确定所述GNSS信号捕获成功。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元具体用于：将第一相干积分结果分成多组；确定每一组第一相干积分结果延迟差分间隔后对应的相干积分结果，将每一组第一相干积分结果和延迟差分间隔后对应的相干积分结果的共轭相乘，得到每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，每一组第一相干积分结果所对应的差分间隔的取值不同。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，所述第一计算单元，具体用于：基于所述每一组第一相干积分结果对应的初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的幅值；基于所述与初始差分相干积分结果对应的幅值，确定每组所述初始差分相干积分结果对应的模；基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的模与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，所述第一计算单元，具体用于：基于所述每一组第一相干积分结果对应的所述初始差分相干积分结果，确定与所述初始差分相干积分结果对应的实部；基于所述每一组第一相干积分结果的差分间隔，确定每一组初始差分相干结果的权重系数；针对每一组初始差分相干积分结果，计算所述初始差分相干积分结果对应的实部与所述初始差分相干积分对应的权重系数的乘积，得到多组差分相干积分结果。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元，具体用于：在确定所述GNSS信号为电文通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定所述电文通道的GNSS信号的捕获成功；在确定所述GNSS信号为导频通道的GNSS信号时，判断所述相干积分后处理结果是否大于预设的门限值；若大于，确定所述导频通道的GNSS信号的捕获成功。
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