[发明专利]一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法

摘要

本发明为了在捕获不同星座的卫星导航定位信号时，灵活适应码长的变化且不降低捕获速度以及能够减少硬件开销，公开了一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法，它集中了串行、并行搜索的优点，同时结合多重时分复用技术，不仅可以提高并行搜索中硬件的使用效率，而且可以减少串行搜索信号所需要的时间。

主权项

1.一种多星座卫星信号的混合串并行相关捕获方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)把经过采样后的长度为L的接收序列码分为W段，W为正整数，则所需要的相关器数量为B＝L/W；复现码序列也分为W段，同时参与并行相关运算的相位不确定区域中相位数量设为P；并使2L/P为一个整数，码相位的搜索步长选取1/2码片，当把所有的相位都搜索完，B个相关器就必须复用2L/P*W次；(2)根据上述步骤(1)约定，第一个相位不确定区域中，所有不同相位序列的不同子序列与接收序列码中相对应的子序列进行相关运算，得到的结果用下式表示：$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,j)}\\ r_{(2,j)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_{(P,j)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,j)}\\ y_{(2,j)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ y_{(P,j)}\end{array}\right)$ 其中，xj表示接收序列中第j段子序列，y(i，j)表示本地复现第i个相位序列中第j段子序列，r(i，j)表示接收序列中第j段子序列与本地复现第i个相位序列中第j段子序列的相关值，j∈{1，2，...，N}，其中部分相关值存储在存储器中，直到计算完全部序列为止；(3)利用步骤(2)中的式子计算每一子序列的部分相关值，如第一子序列的相关值为：$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,1)}\\ r_{(2,1)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,1)}\\ y_{(2,1)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ y_{(P,1)}\end{array}\right)$ 结果存储在存储器中，用$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{(1,1)}\\ {\mathrm{mem}}_{(2,1)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,1)}\\ r_{(2,1)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_{(P,1)}\end{array}\right)$ 表示；然后计算第二子序列的相关值为：$\left(\begin{array}{c}{r}_{(1,2)}\\ r_{(2,2)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)=x_j\left(\begin{array}{c}{y}_{(1,2)}\\ y_{(2,2)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ y_{(P,2)}\end{array}\right)$ 将相关值与存储器中的预存储对应值叠加，得到：$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{1,1}\right)}\\ {\mathrm{mem}}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}{r}_{\left(\mathrm{1,2}\right)}\\ r_{\left(\mathrm{2,2}\right)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_{(P,2)}\end{array}\right)$ 再接着计算第三子序列的相关值，直到所有的子序列都计算完为止；(4)根据步骤(3)，第一个相位不确定区域中，所有不同相位的序列与接收序列相关运算的结果值用下式表示：$\left(\begin{array}{c}{r}_1\\ r_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ r_P\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{mem}}_{\left(1.1\right)}\\ {<mrow>\; <mi>mem</mi>\; </mrow>}_{\left(\mathrm{2,1}\right)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ {\mathrm{mem}}_{(P,1)}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}_j{y}_{(1,j)}\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}_j{y}_{(2,j)}\\ ·\\ ·\\ ·\\ \underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}_j{y}_{(P,j)}\end{array}\right);$ (5)由步骤(4)的式子所得的相关值中，把最大的V个值对应的信号相位值索引送入验证过程，进行验证，其中，P＞＞V，V表示验证过程中能够验证信号的数量；(6)取第二个相位不确定区域，回到步骤(2)继续在捕获过程执行下一次捕获，同时在验证过程进行验证，即开始验证保留下来的V个相位值所对应的信号，即由捕获过程和上一次验证过程保留下的共V个信号，在本步骤中，验证过程根据验证结果继续保留大于预先设定门限值η1的K个信号，K＝1，2，...，V，而捕获过程保留所得相关值中最大的V-K个信号；(7)重复执行上述步骤(2)～(6)，直到捕获到信号或者放弃捕获；在步骤(1)～(7)中结合采用三重时分复用的方法。