[发明专利]基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机及其导航方法

权利要求书

1.一种基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机，包括天线模块、射频前端模块、中频数字信号采集模块以及数据处理模块，其特征在于：所述数据处理模块包括图形处理器、中央处理器以及惯性导航单元，通过所述天线模块接收卫星导航信号，再通过所述射频前端模块对接收到的卫星导航信号进行低噪声放大和滤波处理，然后再由所述中频数字信号采集模块对接收到的卫星导航信号进行采样，得到中频采样数据，再将该中频采样数据传输给所述数据处理模块，并由所述惯性导航单元提供辅助数据来缩小频率捕获范围，由所述中央处理器和所述图形处理器完成卫星导航信号的捕获、跟踪和解算。

2.一种基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机的导航方法，其特征在于：所述方法需提供如权利要求1所述的一种基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机，所述方法具体包括如下步骤：

步骤1、根据接收机当前的时钟初步确定P码相位搜索范围，并由移位寄存器生成本地P码；

步骤2、通过所述惯性导航单元输出的速度信息估计多普勒频移量的大小f_v，同时，通过所述惯性导航单元输出的加速度信息估计多普勒频移量的漂移程度f'_v；

步骤3、所述中央处理器读入所述惯性导航单元输出的速度信息和加速度信息，根据所述本地P码、所述多普勒频移量的大小f_v及所述多普勒频移量的漂移程度f'_v估计当前历元卫星导航信号的P码频率搜索范围[f_v-f'_v,f_v+f'_v]，进而调整粗捕获过程中载波NCO和本地P码发生器的P码相位搜索范围[p₁,p₂]；

步骤4、通过所述天线模块接收卫星导航信号，再通过所述射频前端模块对接收到的卫星导航信号进行低噪声放大和滤波处理，然后再由所述中频数字信号采集模块对接收到的卫星导航信号进行采样，得到中频采样数据，根据P码的特性将所述中频采样数据的长度进行放大后，计算所述中频采样数据的FFT结果，并取其共轭记为序列s；

步骤5、将所述P码相位搜索范围[p₁,p₂]分成N段，得到每段P码相位数据，根据P码的特性将所述P码相位数据的长度进行放大后，通过所述图形处理器进行并行计算，得出每段所述P码相位数据的FFT结果，依次记为序列r₁～r_N；

步骤6、通过所述图形处理器进行并行计算，将所述序列r₁～r_N分别与所述序列s相乘，然后将每个结果分别做IFFT，求出全部结果序列的模值，找出所有模值中的最大值；

步骤7、根据所述最大值从卫星导航信号中解读出导航信息数据，再根据该导航信息数据并通过所述中央处理器进行定位解算，得出接收机的当前位置。

3.如权利要求2所述的一种基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机的导航方法，其特征在于：所述步骤4中将所述中频采样数据的长度进行放大，其放大的倍数为原来长度的2倍。

4.如权利要求2所述的一种基于GPU和IMU的卫星导航软件接收机的导航方法，其特征在于：所述步骤5中将所述P码相位数据的长度进行放大，其放大的倍数为原来长度的2倍。