[发明专利]基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法

说明书

本发明涉及一种基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法，首先将卫星信号下变频为基带卫星信号，通过降采样处理使得采样率与基带卫星信号带宽相似；然后缓存2ms降采样后的卫星信号与2ms的本地伪码数据；再后对缓存的卫星信号和本地伪码经过分段拼接处理后进行FFT运算，复乘后再进行IFFT运算；最后，获取对应码相位的多普勒分布后进行峰值检测获取码相位与多普勒值，重复前面步骤M次，完成捕获。因此，即使在码相位时间模糊度较大情况下，也能够快速的完成军码直接捕获。

技术领域

本发明涉及一种基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法，属于卫星导航应用技术领域。

背景技术

随着我国北斗卫星导航系统建设的稳步推进和导航产业的飞速发展，北斗导航接收机在军用领域和民用领域发挥着越来越重要的作用。在北斗卫星导航系统中，常采用两种测距码：民码(C码)和军码(P码)两种。其中，民码一般能满足民间普通用户定位的需求；军码采用高级加密技术，专为军用。民码码周期较短，采用民码进行定位时，民码捕获时间较短，可快速的实现卫星定位，但民码易受干扰和欺骗，在复杂的环境中具有一定的局限性。军码序列周期长，相对于民用短周期测距码(民码)，具有较高的保密性、抗干扰能力。而军码的捕获技术通常需利用民码来进行辅助捕获，这种方法使得用于军事领域的军码依赖于民码，大大削弱了系统的性能。例如当民码无法正常使用时，无法完成军码的捕获，只能采用军码直接捕获技术完成导航服务。因此为了提高卫星导航系统的对抗能力，实现军码高效的快速直接捕获至关重要。

针对军码直捕问题，军码的周期很长，捕获的时候只能截取其中的一段进行相关运算。在捕获的过程中，只能将其视为无周期码，像C/A码那样的基于FFT的圆周卷积性质来实现相关处理的方法就不可行。为了利用FFT计算相关的优势，常采用的方法有XFAST算法、匹配滤波+DFT的方法等。XFAST算法通过将本地PN码重叠相加，进一步将此叠加处理的序列与接收信号进行循环相关处理，由于接收信号中的码元和从其它区段重叠过来的码元互相关性很小，因此会引入背景噪声，导致相关峰信噪比恶化，进而导致捕获性能变差。匹配滤波+DFT算法，采用部分匹配滤波器组实现伪码时域并行搜索，将匹配滤波器组输出的部分相关值使用小点数的FFT进行功率谱分析，实现载波多普勒频率偏移的并行搜索。但是该方法在码相位时间不确定度太大(如±1s)或载波多普勒频率偏移过大时，存在捕获时间长(几十秒)、消耗硬件资源较大等问题。因此，寻求一种快速的，硬件资源占用较小的军码直接捕获方法尤为重要和迫切。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种即使在码相位时间不确定度较大的情况下也能够针对军码实现快速直接捕获的、基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明设计了一种基于并行频率与并行码搜索的分段式可配置军码直捕方法，包括如下步骤：

步骤A.以基带卫星信号带宽值为采样频率，缓存预设时长为a的本地伪码，该本地伪码的长度为N，并针对该本地伪码，按第一预设段数平均划分为b段本地伪码，其中，b为第一预设段数，各段本地伪码的数据长度为L，然后进入步骤B；

步骤B.分别针对b段本地伪码，在各段本地伪码后补零，扩展各段本地伪码的数据长度为2L，更新b段本地伪码；接着分别针对b段本地伪码进行傅里叶变换，获得b段频域本地伪码，然后进入步骤C；

步骤C.针对待分析卫星射频信号进行下变频操作，获得中频模拟信号；接着针对该中频模拟信号进行模数转换，并按预设采样频率进行采样，获得中频数字模拟信号，并进入步骤D；

步骤D；针对中频数字模拟信号进行数字下变频操作，获得基带卫星信号，接着针对基带卫星信号，通过降采样、滤波处理，更新基带卫星信号的采样频率与基带卫星信号带宽值相等，然后进入步骤E；