[发明专利]一种GNSS信号捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及GNSS全球卫星导航系统接收机的信号捕获方法。

背景技术

GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）是一个全球范围内所有导航卫星系统的总称，它包括GPS（Global Positioning System，美国全球定位系统）、GLONASS（俄罗斯格洛纳斯导航卫星系统）、Galileo（欧洲伽利略导航卫星系统）、Compass（中国北斗导航卫星系统）等等，以上所有的导航卫星系统，均旨在全天候的为用户提供卫星导航定位服务。但是，当用户使用环境较为复杂，如城市峡谷、隧道、高架桥等环境，从GNSS卫星导航系统接收到的GNSS卫星信号存在信号弱、高动态、干扰强等特点。此时，需要高灵敏度GNSS捕获技术。

高灵敏度捕获技术中的信噪比提升技术是最重要部分之一。而国内外此技术主要是以提高信号（相干或非相干）积累时间来实现的。从原理上说，相干积累时间越长捕获灵敏度越高，但相干积累时间受到比特翻转影响，非相干时间会受到码多普勒的影响，同时还受到芯片计算能力和面积的制约。

发明内容

本发明的目的是提供一种GNSS信号捕获方法，可以提高GNSS信号捕获的灵敏度，避免了传统的时域串行相关捕获方法进行高灵敏度捕获时存在的芯片面积较大，计算时间较慢的问题。

本发明提供一种GNSS信号捕获方法，所述方法包括，基带信号剥离步骤，从所述GNSS信号剥离出基带信号；数据缓存步骤，将所述基带信号降采样后顺序缓存到码片和存储空间；数据读取步骤，从所述码片和存储空间中读取码片和数据用于积分累加；所述数据读取步骤还包括，当多普勒频偏为正时，根据所述多普勒频偏确定所述码相位，依据所述码相位读取相应的码片和数据用于积分累加；当所述多普勒频偏为负时，根据所述多普勒频率确定所述码片和存储空间的起始读取位置，依据所述起始读取位置读取相应的码片和数据用于积分累加。

更进一步，当多普勒频偏为正时，根据所述多普勒频偏确定所述码相位的计算方法为 ，其中，为取整函数，为多普勒频率，为每码片对应有载波周期数，是数据码频率，为码片和存储空间读取缓存数据的循环次数，为码片和划分系数。

更进一步，当所述多普勒频偏为负时，根据所述多普勒频率确定所述码片和存储空间的起始读取位置的计算方法为，其中，为取整函数，为多普勒频率，为每码片对应有载波周期数，是数据码频率，为码片和存储空间读取缓存数据的循环次数，为个码片对应的码片和存储空间中的数据采样点数。

更进一步，当多普勒为正数时，所述码片和存储空间中第一个码片和前面的码相位值填零。

更进一步，对于GPS系统， =1540, =50；对于北斗系统， =763，MEO卫星对应的=50，GEO卫星对应的=2。

更进一步，所述GNSS为北斗卫星导航系统。

本发明还提供一种GNSS信号捕获方法，所述方法包括，步骤A，剥离中频数据载波，获得I、Q两路信号；步骤B，M点求和处理；步骤C，数据截位和限幅处理，将所述处理后的数据存入IF Buffer；步骤D，对所述IF Buffer中的数据进行多普勒补偿处理后，按个码片时间积分并截位限幅；步骤E，将所述步骤D得到数据与本地C/A码进行相关运算后，进行相干积分，将所述相干积分得到结果平方后进行非相干积分；步骤F，将所述非相干积分结果存入非相干Buffer中，进行峰值搜索；其特征在于，对所述IF Buffer读取时，根据多普勒频偏确定所述IF Buffer中的数据的读取位置用于所述步骤E的相干积分累加。

本发明还提供一种应用上述GNSS信号捕获方法的芯片。

采用上面的GNSS信号捕获方法后，该捕获方法利用新的中频缓存数据读取方法，提高数据利用效率，减少码多普勒对非相干时间的影响，增加了长时间的积分的时间上限，从算法上提高了捕获灵敏度。允许长时间的积分，从算法上保证了高灵敏度捕获。同时，配置数据限幅和截位方法，降低芯片的占用资源。

附图说明

图1为本发明的捕获算法/方案总体框图；

图2为数据截位和限幅单元的功能示意图；

图3为相干积分单元的工作过程示意图；

图4为多普勒为较大的正数时对中频数据读取的影响示意图；

图5为多普勒为较大的负数时对中频数据读取的影响示意图。

具体实施方式