[发明专利]GPS弱信号的快速捕获实现方法

摘要

本发明公开一种GPS弱信号的快速捕获实现方法，包括将接收来的GPS信号数据存储在存储器中，然后送到相位检测模块(302)检测出相位跳变的数据段位置，将数据分成相位跳变前和跳变后，并分别计入两组分组数据G1和G2，再经相干积分(304)对分组数据G1和G2进行相干积分，得到的结果送到比较模块(305)，取其最大值，并送到增益判断模块(306)，判断得到的增益是否满足捕获信号所需，如不满足，再到相位检测模块(302)对后续数据进行相位检测和判断。本发明采用相位跳变检测和相干积分方法联合判断导航电文引起码相位跳变的位置，这样可以尽可能利用接收到的卫星数据，实现长时间的相干积分，解决了因积分损失和增益低而造成系统捕获灵敏度低的问题。

主权项

1.一种GPS弱信号的快速捕获实现方法，包括将接收来的GPS信号的数据存储在存储器中，其特征在于，存储在存储器中数字化后的中频数据信号(301)送到相位检测模块(302)，由相位检测模块(302)检测出相位跳变的数据段位置，将数据分成相位跳变前和跳变后的数据，并分别计入两组分组数据G1和G2中，再经相干积分(304)对分组数据G1和G2进行相干积分，得到的结果送到比较模块(305)中，取出其最大值，把得到的最大值送到增益判断模块(306)中，判断得到的增益是否满足捕获信号所需，如果不满足，再到相位检测模块(302)对后续数据进行相位检测和判断，具体过程包括下列步骤：A、相位跳变检测相位跳变检测是由相位检测模块(302)对多个a毫秒数据段检测并确定出存在相位跳变的1毫秒数据段位置：一是检测出第一次相位跳变的1毫秒数据段位置：将采集的GPS信号分成相等a毫秒(a＝1，2，3，4，5，…20，a是指用来判断增益变化趋势所需数据段的毫秒数)数据的小段，第j个(j为自然数，是指用来判断增益变化趋势所需数据段的序号)a毫秒数据比第j+1个a毫秒数据超前1毫秒，即第j个a毫秒数据段中的最后a-1毫秒数据与第j+1个a毫秒数据段中的前a-1毫秒数据是相同的，通过卷积器(403)对每个1毫秒数据进行卷积，得到相邻的多个a毫秒数据相干积分后得到的结果，把多个相邻a毫秒相干积分值按照时间先后顺序排列，其中结果最接近0的位置，就是导航数据位引起码相位第一次跳变的位置；二是检测出第k(k为大于1的正整数，k表示接收的数据中发生相位跳变的次数)次相位跳变的1毫秒数据段位置：根据第一次相位跳变1毫秒数据段的位置，再用相位检测模块(302)对已经检测到存在相位跳变的1毫秒数据后的第m(m＝20，40，60，…，m是指导航数据位变化所包含1毫秒的个数)个1毫秒数据段进行检测，检测时计算所有包含第m个1毫秒数据的a个a毫秒数据段的相干积分值，根据这些值的变化趋势确定第m个1毫秒数据中是否出现相位跳变，如果变化平缓，则没有相位跳变存在，如果变化明显，而且得到的位于积分值中间的值如果与0接近，则说明存在相位跳变；B、延长相干积分时间利用步骤A检测出的相位跳变的位置来延长参加相干积分的数据长度，具体步骤如下：a)利用步骤A检测出第1个相位跳变的位置后，把发生相位跳变的1毫秒数据段前后的数据分成两组：一组由存在相位跳变的1毫秒数据段前所有没有发生相位跳变的数据组成，记作G1，一组由存在相位跳变的1毫秒数据段后19毫秒数据组成，记作G2；b)比较G1和G2数据段的长度，把长度较长的数据段记为G，对G内的数据执行相干积分，判断得到的增益是否达到捕获弱信号需要的10～30dB，如果达到需要的增益，就终止执行判断；当没有达到所需要的增益，继续执行下一步以延长参加积分的数据长度；c)利用步骤A检测出第k(k为大于1的正整数)个存在相位跳变的1毫秒数据段，把第k次相位跳变后的19毫秒数据计入步骤a)中的分组中：如果k为偶数，则把第k次相位跳变后的19毫秒数据计入G1，如果k为奇数，则把第k次相位跳变后的19毫秒数据计入G2，并转到步骤b)中执行。