[发明专利]基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法

摘要

本发明提供一种基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法，借助于GLONASS中频信号模型、Duffing混沌振子模型，采用Lyapunov指数(LE)判定相轨迹所处的临界状态，利用临界状态变化确定GLONASS信号是否存在，将数值迭代方法应用于算法的实现；提高检测概率的同时还大大降低了虚警概率，提高了检测灵敏度，在不需要增加相关处理时间的情况下成功检测到‑185dBW的弱GLONASS信号，能提高近10dB的检测灵敏度，仿真结果表明该捕获算法能够满足低信噪比环境下目标定位需要，扩大GLONASS接收机的应用范围。

主权项

1.基于混沌振子的弱GLONASS信号捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1:定义待检测弱GLONASS信号基带数学模型如式(1)：式中，s_m(t)表示弱GLONASS基带信号，P表示信号能量，C(t)为PRN码，D_m(t)为导航数据，f_c＝1602.0MHz为GLONASS信号的基频，m为GLONASS卫星发送的信号频道通道，f_d为由于相对运动而产生的载波多普勒频率，为初始相位，N_noise为噪声；Step2:将待检测信号进行去扩和零中频处理，公式(1)的GLONASS信号基带数学模型变换为式(2)：其中，u₀为[C(t)D_m(t)]²的直流分量，为窄带高斯噪声平方的非直流分量，其功率为ω_d＝2πf_d为载波多普勒角频率；Step3：设置Duffing振子阵列，阵列个数为(2ξ+ξ1)/ξ1，单个振子数学模型如式(5)：其中，ξ表示载波多普勒单边带宽，ξ₁为振子间的频率间隔，为非线性恢复力，ω_i为振子固有角频率，k为阻尼比，γ为策动力，γcos(4πf_dτ)为振子内置信号；Step4:设置搜索步长使Duffing振子阵列中每个振子进入混沌状态，根据式(10)采用Lyapunov指数(LE)方法确定每个振子临界值γc；Step5:将Step2中得到的待检测信号模型如等式(2)的弱GLONASS信号输入Duffing振子阵列，其输入后系统数学模型如等式(6)；Step6:逐步减小阵列中振子的外部策动力，观察阵列状态变化，若有振子进入大尺度周期状态表明被检测信号中有弱GLONASS信号，振子固有角频率即为GLONASS信号载波多普勒频率；若没有振子进入大尺度周期状态则返回Step2。