[发明专利]一种卫星导航多导频通道软件并行接收方法

说明书

本发明属于卫星导航扩频信号接收处理领域，涉及一种卫星导航多导频通道软件并行接收方法。具体步骤为(S1)将输入信号向量化；(S2)根据伪码频率f_Pi、伪码初始相位ρ_0i以及相关间隔相位δ_i，生成本地伪码向量，每个通道中3个相关间隔为δ_i共K个通道的本地伪码向量组成本地多通道参考伪码矩阵Y_EPL‑K；(S3)根据多普勒频率f_di、载波相位计算生成本地多通道载波多普勒信号矩阵C_K；(S4)计算本地多通道参考伪码矩阵Y_EPL‑K与本地多通道载波多普勒信号矩阵C_K的哈达马积，得到本地参考信号矩阵Y_Fd‑EPL；(S5)基于GPU的CUBLAS或MKL，计算本地参考信号矩阵Y_Fd‑EPL与输入信号向量S的乘积，得到K个导频信号通道不同伪码延迟的相关值向量R_K。本发明实现了卫星导航宽带多导频通道的软件实时相关接收。

技术领域

本发明属于卫星导航扩频信号接收处理领域，特别是卫星导航扩频信号多通道软件接收处理方法，更具体地涉及一种卫星导航多导频通道软件并行接收方法。

背景技术

在导航接收机中，接收通道计算剥离载波后的接收信号和本地不同码延迟复现码的相关值，几十个通道的相关运算对运算资源提出很高的要求，计算实时性要求高。卫星导航软件接收机多通道设计是接收机关键技术之一。新体制导航信号中导频通道上无电文调制，通道相关累积起始点没有电文边界的限制。

目前并行计算在各方面取得了很大进展，多数系统都存在一定的并行性，并行处理器已成为现代计算机的标配，多核是主流系统配置，目前桌面系统包含2～32个处理器，工程应用中需要的大量计算已经从大型计算机转移到普通电脑。英特尔数学核心函数库(MKL)包含了高度优化的基础线性代数子程序库(Basic Linear Algebra Subprograms,BLAS)，在工程计算应用领域，能够充分发挥处理器的运算性能。相比CPU，GPU(GraphicsProcessing Unit，缩写：GPU)中有更多的运算逻辑部件(Arithmetic Logic Unit,ALU)，最近几年，基于GPU的通用计算技术中由GPU负责计算大规模数据的并行计算，CUDA(ComputeUnified Device Architecture)是一种GPU上并行计算的编程框架，CUBLAS(CUDABasicLinear Algebra Subprograms)函数库是CUDA驱动程序上的子程序，针对大规模矩阵乘法运算提供最佳的运算性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种卫星导航多导频通道软件实时并行接收方法，解决了现有技术中导航信号多导频通道软件运算时间长的问题。本发明引入向量概念对导航扩频信号相关接收处理过程进行分析，提出了一种基于矩阵向量乘积的多导频通道软件实时并行接收算法，将输入信号向量和本地多通道参考信号矩阵批处理，利用GPU中大量的浮点运算单元以及矩阵向量乘法并行计算各个卫星导航导频通道相关值，提高了卫星导航信号导频通道运算的实时性，能够实现卫星导航宽带多导频通道的软件实时相关接收。具体技术方案如下：

一种卫星导航多导频通道软件并行接收方法，包括以下步骤：

(S1)根据本地时间秒起始位置确定输入信号采样数据流的起始点，将输入信号向量化处理，把接下来相干积分时间内的N个采样数据点定义为输入信号向量S，S＝[s(0) s(1) … s(N-1)]^T；T表示向量和矩阵中的转置符号，s(0)、s(1)、...、s(N-1)即为采样数据点的值。