[发明专利]基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法

摘要

本发明涉及一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法；含有下列步骤：步骤1：接收北斗卫星信号，然后采用前端射频单元对接收到的卫星信号进行降频处理，再经AD转换和下变频处理，得到中频数字信号；步骤2：采用并行快速匹配滤波器对中频数字信号进行并行快速捕获：步骤2.1：产生本地C/A码；步骤2.2：生成本地载波；步骤2.3：将本地载波与中频数字信号对应点相乘；步骤2.4：将本地C/A码与步骤2.3的结果送入并行快速匹配滤波器的并行快速相关器中；步骤3：将步骤2.4的输出结果送入FFT模块进行功率谱分析；步骤4：把FFT模块的输出结果送入谱峰判决模块进行信号检测；本发明提供了一种捕获速度快、易于数字化实现的基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法。

主权项

1.一种基于北斗卫星的信号实时并行快速捕获方法，其特征是：含有下列步骤：步骤1：首先采用北斗微带天线接收北斗卫星信号，然后采用前端射频单元对接收到的卫星信号进行降频处理，再经AD转换和下变频处理，得到中频数字信号；步骤2：采用并行快速捕获算法来捕获北斗卫星信号中的有效可见卫星信号；具体操作时，采用并行快速匹配滤波器对步骤1所得的中频数字信号进行并行快速捕获；中频数字信号由以下式子来表示：其中，m为信号中包含的北斗卫星个数；对于第i颗卫星，A_i为振幅，D_i(t)为导航数据，C_i(t)为C/A码，f_i为载波频率，n(t)为噪声；并行快速捕获的具体步骤如下：步骤2.1：产生基于快速匹配滤波器的FPGA芯片的本地C/A码：首先根据码速率从系统时钟得到码时钟，在码时钟下依据移位寄存器方法产生本地C/A码，然后根据不同卫星的编号及抽头系数来产生不同卫星的本地C/A码；步骤2.2：生成本地载波：根据载波频率，采用基于快速匹配滤波器的FPGA芯片的DDC控制器来生成本地载波；步骤2.3：将本地载波与输入的中频数字信号对应点相乘，相乘后的信号表达式如下：其中，S(t)为中频数字信号，cos(2πf_j)为本地载波，f_j为本地载波频率，n′(t)为噪声；对该相乘后的信号进行低通滤波，使只有|f_i-f_j|足够小时通过，那么相乘后的信号S′(t)为：从上式可以看出，为常数，S′(t)仅与C/A码C_i(t)有关；步骤2.4：将步骤2.1产生的本地C/A码与步骤2.3中的信号S′(t)的结果送入并行快速匹配滤波器的并行快速相关器中，并行快速相关器的输出结果即为并行快速匹配滤波器的输出；步骤3：将步骤2.4的输出结果送入FFT模块进行功率谱分析；步骤4：把FFT模块的输出结果送入谱峰判决模块进行信号检测，由于对自相关函数求傅里叶变换得到的是功率谱函数，所以FFT模块输出的最大值点就是信号的多普勒频率偏移点；谱峰判决模块用来判断捕获完成情况，若有用信号功率大于预先设定的门限值，则捕获成功。