[发明专利]伪卫星跳时信号捕获装置和方法

说明书

本申请公开了一种伪卫星跳时信号捕获装置和方法。该伪卫星跳时信号捕获方法包括：先获得待捕获伪卫星信号的跳时脉冲位置估计，然后获得待捕获伪卫星信号的多普勒估计。根据本申请的伪卫星跳时信号捕获装置和方法，通过分离捕获，降低了搜索维度，减少了计算复杂度。

技术领域

本申请涉及导航技术领域，具体地，涉及伪卫星跳时信号捕获装置和方法。

背景技术

传统的卫星导航系统中，导航卫星采用直接序列扩频(DSSS)信号，所有卫星通过采用不同的扩频码以码分多址复用(CDMA)的形式同时在相同的载波频率上发射信号。在捕获过程中，接收机一般通过二维分格搜索的方式遍历所有可能的扩频码相位及载波多普勒的取值，产生一系列本地复现信号，然后利用这些复现信号与接收信号进行相关运算，通过最大相关值获得扩频码相位和载波多普勒的估计值。

伪卫星系统很大程度上沿用了传统GNSS系统的直接序列扩频信号，不过由于伪卫星系统用户与各个伪卫星间的距离可能存在较大不同，因此会产生严重的远近效应问题，无法仅依靠码分多址的方式来区分出较弱信号。为了解决这一问题，在伪卫星系统在传统GNSS信号的基础上又引入了跳时脉冲发射机制，即采用了一种直接序列扩频-跳时信号(TH-DSSS)体制。

伪卫星系统的直接序列扩频-跳时信号体制是指，将伪卫星信号划分成连续的持续时间为T_p的信号帧，而一个信号帧又被平均分为若干个脉冲时隙T_s，伪卫星系统中的每一颗伪卫星仅在一个完整的信号帧内的某个脉冲时隙发射直接序列扩频脉冲信号。这样，在一个发射周期内，不同的伪卫星将占用不同的脉冲时隙。同时，为了防止某颗伪卫星的脉冲信号的周期出现对定位信号频谱产生影响而造成接收机误锁的问题，伪卫星设计者会为每颗伪卫星都预设一个伪随机的跳时序列，以标定该卫星发射脉冲信号的时隙。图1示出了某一颗伪卫星发射的直接序列扩频脉冲信号。在跳时信号体制下，每一颗伪卫星都将严格按照跳时序列指示的时隙，以一种近似随机的间隔来发射直接序列扩频脉冲信号。

虽然伪卫星系统所采用的TH-DSSS类型的信号体制从很大程度上继承了GNSS信号的特点，但是由于其独特的跳时脉冲特性，使得GNSS系统中常用的捕获算法并不能直接借用到伪卫星信号捕获中来。因此，设计一套稳定高效的脉冲伪卫星信号捕获方案是十分必要的。

发明内容

本申请的目的是提供伪卫星跳时信号捕获装置和方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种伪卫星跳时信号捕获方法，该伪卫星跳时信号捕获方法包括：先获得待捕获伪卫星信号的跳时脉冲位置估计，然后获得待捕获伪卫星信号的多普勒估计。

根据本申请的一个方面，提供了一种伪卫星跳时信号捕获装置，该伪卫星跳时信号捕获装置包括：跳时脉冲位置估计单元，获得待捕获伪卫星信号的跳时脉冲位置估计；以及多普勒估计单元，获得待捕获伪卫星信号的多普勒估计。

根据本申请的伪卫星跳时信号捕获装置和方法，通过分离捕获，减少了计算复杂度。

附图说明

图1示出了伪卫星跳时信号体制下某一颗伪卫星发射的直接序列扩频脉冲信号。

图2示出了伪卫星跳时信号中的单个脉冲信号的相关性随频率误差和扩频码相位误差的变化曲线。

图3示出了根据本申请的一种实施方式的伪卫星跳时信号捕获装置的方框示意图。

图4示出了根据本申请的一种实施方式的伪卫星跳时信号捕获方法的流程示意图。

图5示出了根据本申请的另一种实施方式的伪卫星跳时信号捕获装置的方框示意图。

图6示出了伪卫星系统中一种示意性的通过跳时码表形式表示的跳时图样。