[发明专利]全球卫星导航系统弱信号处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星应用领域，特别涉及一种全球卫星导航系统弱信号处理方 法及装置。

背景技术

高轨航天器近年来在陆地和海洋通信、气象探测、教育应用、电视直播、 灾难预警等方面都发挥着重要作用。全球卫星导航系统凭借其全球、全天候、 连续和高精度的特点，在高轨航天器上使用导航接收机成为各类工程应用的热 点。

由于高轨航天器的轨道高度高于导航星座，接收机需要接收来自地球对面 的导航卫星信号。地球的遮挡以及信号传播距离增加造成的接收功率降低等因 素，将导致使用常规接收技术存在可见星数减少、导航信号持续时间短、接收 导航信号功率微弱等特点。

相关技术中，解决接收导航信号功率微弱的基本思路是采用多周期信号能 量累加，通过对多个1ms相关值的累加求和(相干累加、非相干累加)，带来 信噪比提升。

但是，多个1ms相关值的累加会消耗大量的数据处理空间，将给星载全球 卫星导航系统的接收机硬件设计和芯片选型带来极大负担。

并且，为进一步提高信号接收灵敏度，往往在相干累加之后，继续实施非 相干累加，但是长时间的非相干累加会进一步增大由多普勒造成码延迟带来的 信噪比损失，从而进一步降低了信号的处理增益。

此外，强信号和弱信号所采用的处理方式不同，如果采用统一的弱信号处 理方式，会进一步降低了信号的捕获速度。

发明内容

本发明提供了一种全球卫星导航系统弱信号处理方法及装置，以至少解决 相关技术中，弱信号处理消耗的数据处理空间大的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种全球卫星导航系统弱信号处理方法， 包括：

从导航信号从除去中频载波，得到基带IQ信号；对该基带IQ信号进行低 通滤波以得到带宽为捕获码(Coarse/AcquisitionCode，简称为C/Acode)频谱 主瓣宽度的信号，对低通滤波得到的信号进行降采样，对降采样得到的信号进 行比特映射；

依次将比特映射得到的信号中多个信号叠加为一个信号，得到多个叠加后 的信号；对该叠加后的信号进行相干积分；

对相干积分得到的信号进行非相干积分，对该非相干积分得到的信号进行 峰值搜索处理。

进一步的，依次将比特映射得到的信号中多个信号叠加为一个信号，包括：对比特映射得到的信号进行载波相位补偿并去除多普勒频移，得到补偿后的信号；依次将该补偿后的信号中多个信号叠加为一个信号，其中，将多个信号叠加为一个信号的时域冲击响应为频域传递函数为其中，Z^-T表示延迟T秒，N为多个信号的个数。

进一步的，对相干积分得到的信号进行非相干积分之前，还包括：确定导 航信号的类型，其中，该类型包括：旁瓣信号和主瓣信号；对相干积分得到的 信号进行非相干积分，包括：根据确定的类型选择进行非相干积分的次数，根 据选择的次数对相干积分得到的信号进行非相干积分。

进一步的，对非相干积分得到的信号进行峰值搜索处理之前，还包括：对 该非相干分得到的信号进行码多普勒补偿；对非相干积分得到的信号进行峰值 搜索处理，包括：对码多普勒补偿得到的信号进行峰值搜索处理。

进一步的，依次将比特映射得到的信号中多个信号叠加为一个信号，包 括：

依次将比特映射得到的10个1毫秒信号叠加为1个1毫秒信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种全球卫星导航系统弱信号处理装 置，包括：

中频信号预处理模块，用于从导航信号从除去中频载波，得到基带IQ信 号；对该基带IQ信号进行低通滤波以得到带宽为C/A码频谱主瓣宽度的信 号，对低通滤波得到的信号进行降采样，对降采样得到的信号进行比特映射；

相干积分模块，包括：叠加单元，用于依次将比特映射得到的信号中多个 信号叠加为一个信号，得到多个叠加后的信号；相干积分单元，用于对叠加后 的信号进行相干积分；

非相干积分模块，用于对相干积分得到的信号进行非相干积分；

峰值搜索模块，用于对所述非相干积分得到的信号进行峰值搜索处理。