[发明专利]一种GNSS信号伪码捕获方法

权利要求书

1.一种GNSS信号伪码捕获方法，本方法包括以下步骤：

步骤一：带有载波残差的基带信号进入第一采样器，进行采样处理；

其特征在于，

步骤二：第一采样器输出所有采样点进入第一DFT变换器，第一DFT变换器完成所有点数的DFT变换；

DFT的计算方法综合运用WFTA、PFA、Cooley-Tukey FFT算法：

对采样点序列s(n)的N点DFT定义如下：

S(k)=Σn=0N-1s(n)WNnk---(1)]]>

这里k∈[0，N-1]，其中s(n)为采样输出值，N为总采样数，N为正整数，W_N为含有变量N的自然指数，

一维N点DFT转换成N₁×N₂的二维DFT，其中N₁、N₂均为正整数；

令N＝N₁N₂，Cooley-Tukey FFT算法的索引映射为：

n的索引映射：

n＝N₂n₁+n₂，0≤n1≤N1-10≤n2≤N2-1---(2)]]>

k的索引映射：

k＝k₁+N₁k₂，0≤k1≤N1-10≤k2≤N2-1---(3)]]>

式(2)中n、n₁、n₂为时域索引，n对应进行N点DFT的时域索引，n₁对应进行N₁点DFT的时域索引，n₂对应进行N₂点DFT的时域索引；

式(3)中k、k₁、k₂为频域索引，k对应进行N点DFT的频域索引，k₁对应进行N₁点DFT的频域索引，k₂对应进行N₂点DFT的频域索引；

N＝N₁N₂点DFT的Cooley-Tukey FFT通过以下步骤进行：

a.根据式(2)计算输入序列的索引变换；

b.计算N₂个长度为N₁点的DFT；

c.在第一个变换级的输出上应用旋转因子其中

d.计算N₁个长度为N₂点的DFT；

e.根据式(3)计算输出序列的索引变换；

若N分解后的N₁、N₂两因子互质，则应用PFA算法进行N点DFT运算；

n的索引映射：

n＝(N₂n₁+N₁n₂)mod N0≤n1≤N1-10≤n2≤N2-1---(4)]]>

k的索引映射：

k=(N2⟨N2-1⟩N1k1+N1⟨N1-1⟩N2k2)modN0≤k1≤N1-10≤k2≤N2-1---(5)]]>

这里，即对N₁取模；mod为取模运算，φ是欧拉函数，φ(q)＝S(p)＝{(p，q)＝1，p≤q|p∈Z+}，φ(1)＝1，即φ(q)表示对于一个正整数q，小于q且和q互质的正整数的个数；

式(4)中n、n₁、n₂为时域索引，n对应进行N点DFT的时域索引，n₁对应进行N₁点DFT的时域索引，n₂对应进行N₂点DFT的时域索引；

式(5)中k、k₁、k₂为频域索引，k对应进行N点DFT的频域索引，k₁对应进行N₁点DFT的频域索引，k₂对应进行N₂点DFT的频域索引；

用PFA算法进行N＝N₁N₂点的DFT运算通过以下步骤进行：

a.根据式(4)计算输入序列的索引变换；

b.计算N₂个长度为N₁点的DFT；

c.计算N₁个长度为N₂点的DFT；

d.根据式(5)计算输出序列的索引变换；

WFTA算法表示成矩阵形式：

X＝ODIx                    (6)

其中，x是输入向量，D是对角矩阵，I和O是只含有加减运算的矩阵，X为x的傅立叶变换输出值；

在计算N点DFT时，先将N逐级分解，即N＝N₁N₂，N₁＝N₃N₄，…N_b＝N_tN_t+1，其中2，3，4，5，7，8，9，16点的DFT用WFTA公式计算，其中N₁、N₂、N₃、N₄……N_b、N_t+1以及b、t均为正整数；若因子之间互质，则应用PFA计算；若因子之间不互质，则应用Cooley-Tukey FFT算法计算；

步骤三：第一DFT变换器输出数值与共轭值输出电路的输出数值在乘法器中逐点相乘；共轭值输出电路产生共轭值时按照如下步骤进行：

(1)本地码发生器产生伪码序列；

(2)第二采样器对伪码序列进行采样处理；

(3)第二采样器输出所有采样点进入第二DFT变换器，第二DFT变换器完成所有点数的DFT变换；其中所述的DFT变换也是综合运用WFTA、PFA、Cooley-TukeyFFT算法；

(4)第二DFT变换器输出值在取共轭电路中进行复共轭变换后输出；

步骤四：乘法器运算结果输入IDFT变换器，完成所有点数的IDFT变换；

IDFT的计算方法与步骤二中计算DFT的方法类似，也是综合运用WFTA、PFA、Cooley-Tukey FFT算法；

经过步骤四的IDFT处理，得出对应于各码片的相关峰值；

步骤五：IDFT变换结果输入平方变换器，进行逐点平方运算；

步骤六：各点的平方值输入判决比较器，判决比较器搜索其中最大值并与捕获门限进行比较；如果大于门限，则捕获成功；否则，捕获失败，改变搜索频率，返回步骤一，继续进行伪码捕获。

2.根据权利要求1所述的一种GNSS信号伪码捕获方法，其特征在于：对于步骤三中的共轭值输出电路输出的复共轭变换结果还有一种处理方法：离线计算完毕后存于本地接收机的存储器中，并经本地接收机调用输出到乘法器中。