[发明专利]一种适用于微弱卫星信号捕获的双门限检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及导航卫星信号捕获领域，具体涉及一种适用于微弱卫星信号捕获的双门限检 测方法。

背景技术

近年以来，卫星导航定位系统得到越来越广泛的应用。通用卫星导航接收机能方便地进 行三维定位，并达到满足需求的定位精度，然而在室内、森林、城市中心、峡谷以及隧道等 恶劣定位环境下，导航卫星信号受到不同程度衰减，使得接收到的卫星信号功率低于普通卫 星信号。对于普通卫星导航接收机，在这种情况下无法实现导航卫星信号的捕获，也就无法 进行信号的跟踪和定位解算。为了突破这种应用上的局限性，要求接收机具有对微弱导航 信号进行处理的能力，从而提高接收机的灵敏度。

检测理论是卫星导航接收机进行信号捕获的核心思想，门限是检测理论中的一个重要环 节，直接影响到信号检测的各种概率，因而一直广泛为相关领域的科研人员所关注。根据随 机信号处理理论，单次检测的门限一般根据恒虚警准则(Constant False Alarm Rate)来设 定，其要求设定一定的虚警概率，在此条件下根据检测器的概率密度函数求出相应的门限值， 这种门限设定方法的缺点是没有考虑实际检测中可能存在的干扰和影响情况。远近效应 (Near-Far Effect)是CDMA通信体制中一种由不同伪随机码之间的互相关产生的能量干扰， 对于微弱卫星导航信号的检测，当强、弱信号同时存在时，由强信号产生的远近效应干扰将 会极大程度影响信号的正常检测，从而产生误捕。在考虑远近效应对微弱卫星导航信号的检 测的影响情况下，如何正确设立门限，减少误捕概率是本领域研究人员致力解决的难点之一。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种适用于微弱卫星信号捕获的双 门限检测方法，利用设定双门限的思想来解决强、弱信号共存时的检测门限问题，从而降低 了虚警概率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种适用于微弱卫星信号捕获的双门限检测 方法，所述信号的成分包括有测距码和载波多普勒两个重要参量，其特征在于能够在有强、 弱信号同时存在的情况下降低虚警概率，所述方法包括如下步骤：

A、确定搜索单元总数，若一个码周期的采样点数为K，多普勒搜索间隔数为，则搜 索单元总数为

B、设定第一次检测门限的上限γ_H和下限γ_L

根据C/A码的互相关特性、非相干累加器的信号概率密度函数和设定的虚警概率来设定 门限的上限γ_H；根据非相干累加器的噪声概率密度函数和设定的虚警概率来设定门限的下 限γ_L；

C、对于每一颗可能存在的卫星，对输入数据进行N毫秒相关积分与M次非相干累加； 相关积分时间N应小于导航数据周期，非相干累加次数M应为大于1的整数；

D、找到搜索单元的最大值，计算检测信噪比，并将此检测信噪比与门限进行比较；若 检测信噪比大于门限上限γ_H，则判定存在强信号；若检测信噪比小于门限下限γ_L，则判定 不存在信号；若检测信噪比在γ_H、γ_L两者之间，则不能确定是否存在弱信号；

E、若存在强信号，对强信号进行远近效应消除；

F、根据强信号影响消除的程度计算第二次检测门限的上限γ₀；

J、对每一颗可能存在的卫星，对输入数据进行N毫秒相关积分和M次非相干累加，找 到搜索单元的最大值，计算信噪比，将其与门限γ₀进行比较；如果检测信噪比小于γ₀，则判 定没有信号存在；如果检测信噪比大于γ₀，则判定存在弱信号。

所述步骤B中：第一次检测门限的上限γ_H和下限γ_L的设定满足如下公式：