[发明专利]基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法

说明书

本发明提供一种基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法，借助于GLONASS中频信号模型、Duffing混沌振子模型，采用Lyapunov指数(LE)判定相轨迹所处的临界状态，利用临界状态变化确定GLONASS信号是否存在，将数值迭代方法应用于算法的实现；提高检测概率的同时还大大降低了虚警概率，提高了检测灵敏度，在不需要增加相关处理时间的情况下成功检测到‑185dBW的弱GLONASS信号，能提高近10dB的检测灵敏度，仿真结果表明该捕获算法能够满足低信噪比环境下目标定位需要，扩大GLONASS接收机的应用范围。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法。

背景技术

目前，全球性的导航系统主要有GPS与GLONASS，GPS系统在全世界范围内已经得到了最广泛的应用，而GPS弱信号捕获技术无疑是学者们研究的热点，在现有的弱GPS信号捕获算法中几乎都是采用延长累加时间来提高信号处理增益从而提高信号的检测灵敏度，常用的弱GPS信号捕获方法有相关累加、非相关累加、相关累加结合非相关累加、差分相关累加以及在此基础上的各种改进算法^[1-4]。而对于GLONASS系统，由于经济原因，俄罗斯始终没有对其布满卫星星座，用户有时不能使用GLONASS系统进行高精度的定位，所以学者们对GLONASS信号捕获，特别是低信噪比环境下弱GLONASS信号捕获的研究相对较少，在已有的弱GLONASS信号捕获方法中大多数仍采用与弱GPS信号类似的处理方法，即通过增加累加时间来提高信号处理增益^[5-7]从而达到提高接收机捕获灵敏度的目的。然而，现有的弱GPS信号和弱GLONASS信号捕获算法都有其自身局限性，其缺点是在延长累加时间的同时会大大增加信号处理时间，占用更多硬件处理单元，在工程上难以实现，并且会降低接收机实时性，这在高动态环境下导航定位显得尤为不合适。

近年来，随着俄罗斯经济的复苏，俄罗斯加快了GLONASS系统补网进度，伴随着GLONASS系统的完善，对GLONASS接收机信号捕获，特别是低信噪比环境下弱GLONASS信号捕获的研究具有重要的现实意义。

混沌振子最大的特点就是对周期信号敏感对噪声免疫^[8-10]，因此混沌振子被广泛运用到弱信号检测中^[11-12]。近十多年来，混沌振子检测弱信号得到了全世界的共同关注，它已经被广泛的应用到通信、地震学、医学等许多领域^[13-17]。然而，混沌振子检测扩频信号的研究还相对较少，对GLONASS信号捕获的研究还没有涉及。

参考文献

[1]WEI Y,BO Z,ROB W,et al.Differential Combining for Acquiring WeakGPS Signals[J].Signal Processing,2007,87(5):824-840.

[2]TANG Bin,DONG Xurong.A New High-Sensitivity Acquisition Method ofSoftware GPS Receiver Based on Ingenious Differentially Coherent Integration[J].Signal Processing,2009,25(5):832-836.(唐斌,董绪荣.基于简易差分相关积累的高灵敏度GPS软件接收机捕获算法[J].信号处理,2009,25(5):832-836.)