[发明专利]一种卫星导航信号捕获方法及装置

说明书

本发明公开了一种卫星导航信号捕获方法及装置，通过将数字中频信号X与本地复数载波信号进行相关，生成零中频复数信号S；将零中频复数信号S与不同初相的本地码进行相关运算，获得相关后的信号Y；对信号Y进行分段积分生成积分后的信号Ysubgt;r/subgt;；对信号Ysubgt;r/subgt;进行随机采样，获得信号Ysubgt;s/subgt;；已知观测矩阵Φsubgt;s/subgt;和信号Ysubgt;s/subgt;，采用快速贝叶斯压缩感知重构算法生成频率信号θ；当频率信号θ的满足预设门限范围时，判定信号捕获成功；提高了频率偏移搜索范围和搜索精度，且具有较高的捕获灵敏度。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，具体地说，是涉及一种卫星导航信号捕获方法及装置。

背景技术

信号捕获是卫星导航接收机基带信号处理的第一步，也是最重要的一步。它的目标是捕获在视卫星信号，给出用于初始化跟踪过程的码相位和多普勒频率。捕获精度直接决定了跟踪过程的成功与否。另外，它的资源消耗对接收机的首次定位时间、功耗、体积和成本都有很大的影响，其灵敏度是卫星导航接收机的重要性能指标。

目前的信号捕获方法，灵敏度较差，不利于弱信号的捕获，严重影响卫星导航技术的发展。

发明内容

本发明提供了一种卫星导航信号捕获方法，提高了捕获灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种卫星导航信号捕获方法，包括下述步骤：

将天线接收到的信号转换为数字中频信号X；

将数字中频信号X与本地复数载波信号进行相关，生成零中频复数信号S；

将零中频复数信号S与不同初相的本地码进行相关运算，获得信号Y；并对信号Y进行分段积分生成信号Y_r；

对信号Y_r进行随机采样，获得信号Y_s；

已知观测矩阵Φ_s和信号Y_s，采用快速贝叶斯压缩感知重构算法生成频率信号θ；

判断频率信号θ是否满足预设门限范围；若是，则判定信号捕获成功。

进一步的，对信号Y_r进行随机采样，具体包括：采用满足高斯分布的信号抽取索引对信号Y_r进行采样。

又进一步的，对信号Y_r进行采样的采样点数V_s＞S_θlog(V/S_θ)，其中，S_θ为频率信号θ的稀疏度，V为信号Y_r的维度。

更进一步的，所述快速贝叶斯压缩感知重构算法通过高斯似然模型和Lasso模型求解出频率信号θ和后验密度误差。

再进一步的，所述判断频率信号θ是否满足预设门限范围，具体包括：判断频率信号θ的最大峰值是否大于预设峰值门限且所述最大峰值对应的后验密度误差是否小于预设误差门限；若是，则获取所述最大峰值对应的码相位和多普勒频率，判定信号捕获成功。

一种卫星导航信号捕获装置，包括：

射频模块，用于将天线接收到的信号转换为数字中频信号X；

正交相关模块，用于将数字中频信号X与本地复数载波信号进行相关，生成零中频复数信号S；

相关积分模块，用于将零中频复数信号S与不同初相的本地码进行相关运算，获得信号Y；并对信号Y进行分段积分生成信号Y_r；