[发明专利]北斗导航长码随机信号的捕获方法、导航方法及接收机

说明书

本发明公开了一种北斗导航长码随机信号的捕获方法，包括寻找空闲通道遍历所有卫星并发起捕获申请；响应捕获请求，读取本地时间并得到整帧时间起始点；在第一次捕获前设置大时间窗的参数并采用大时间窗进行第一次捕获；设定小时间窗，根据第一次捕获的结果采用大时间窗或小时间窗完成后续的信号捕获。本发明还公开了一种包括所述北斗导航长码随机信号的捕获方法的导航方法，和包括了所述北斗导航长码随机信号的捕获方法和导航方法的接收机。本发明提升了信噪比，在弱信号下提高了捕获的成功率；而且易于理解、可基于常规捕获设计来快速实现，适用于任何使用北斗导航长码随机信号的导航装备，可靠性更高，实用性更好且更加易于实现。

技术领域

本发明属于数字信号处理领域，具体涉及一种北斗导航长码随机信号的捕获方法、导航方法及接收机。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，导航技术已经广泛应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保证导航系统的稳定可靠运行，就成为了导航系统最重要的任务之一。

目前，我国北斗三号系统已正式投入运行。在应用中，卫星导航信号到达地面的功率较微弱，正常环境下，到达天线的信号功率为-160dBW，而常温下接收机的热噪声为-135dBW，信噪比约为-25dB。当接收机处于遮挡等弱信号环境时，信号由于被减弱而无法正常捕获。导航信号符号率高，积分时间很短，扩频增益比较有限，且调制了用户电文，存在电文符号的频繁翻转，导致无法使用常规的相干积分方法来提高信噪比。非相干积分方法对符号跳变虽然不敏感，但是在积分过程中会引入平方损耗，而且损耗会随着信噪比的降低而增大，因此该方法也受限。长码随机信号不同于周期短码信号，具有无周期性或长周期性，当用于捕获搜索的伪随机码覆盖恰好对应了符号跳变的中频数据时，相干和非相干方法都无法提升信噪比。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可靠性高、实用性好且易于实现的北斗导航长码随机信号的捕获方法。

本发明的目的之二在于提供一种包括了所述北斗导航长码随机信号的捕获方法的导航方法。

本发明的目的之三在于提供一种包括了所述北斗导航长码随机信号的捕获方法和导航方法的接收机。

本发明提供的这种北斗导航长码随机信号的捕获方法，包括如下步骤：

S1. 寻找空闲通道，从捕获列表中遍历所有卫星，并发起捕获申请；

S2. 响应捕获请求，读取本地时间，并基于读取的本地时间计算得到整帧时间起始点；

S3. 在第一次捕获前，设置大时间窗的参数；大时间窗用于提高第一次捕获的成功率；

S4. 根据步骤S3设定的大时间窗的参数，采用大时间窗进行第一次捕获；

S5. 第一次捕获完成后，判断是否捕获成功：

若第一次捕获成功，则设置小时间窗的参数，并采用小时间窗进行持续的北斗导航长码随机信号的捕获；

若第一次捕获未成功，则继续采用大时间窗进行持续捕获：

一旦捕获成功，则立刻设置小时间窗的参数，并采用小时间窗进行后续所有的北斗导航长码随机信号的捕获；

若对所有的卫星进行遍历和捕获均失败，则判定为异常状态，算法结束；

小时间窗用于在保证捕获成功率的前提下缩短单次捕获的耗时。