[发明专利]一种基于方差比盲分离的北斗卫星信号高精度捕获模型

说明书

本发明涉及一种基于方差比盲分离的北斗卫星信号高精度捕获模型，通过盲分离技术，采用倍频采样方法，通道序列化后利用欧拉公式建立盲分离矩阵卫星信号模型，利用子空间分离对卫星信号进行盲分离，具体实现步骤为：S1.采用倍频采样方式，将接收机接收的卫星信号转换为一个多通道输出的混叠正弦模型；S2.序列化卫星接收信号；S3.利用欧拉公式将倍频采样后的卫星载波信号hsat(j)展开为盲分离矩阵模型；S4.求解卫星载波信号的多普勒效应频率；S5.对卫星载波信号的初始相位进行求解；S6.确定卫星信号的幅值Asat。本发明可减少卫星信号搜索范围局限性和相关估计带来的误差，实现快速精确的捕获。

技术领域

本发明涉及卫星信号捕获领域，更具体地，涉及一种基于方差比盲分离的北斗卫星信号高精度捕获模型。

背景技术

GNSS接收机按照其工作流程，通常分成三大部分，射频前端模块、基带信号处理模块和定位导航模块。基带信号处理模块的功能是：通过处理射频前端输出的数字中频信号，复现与卫星信号一致的本地载波码和伪码，达到对GNSS信号的捕获和跟踪，进而提取原始观测量和原始电文。基带信号处理模块是导航接收机的核心部分，而捕获是基带信号处理模块中至关重要的一步。因此，对捕获算法提出以下要求：(1)快速性，有效缩小搜索范围和搜捕时间，提高捕获效率；(2)准确性，捕获的精度决定跟踪的精度，捕获的结果必须准确。

现有的卫星信号FFT并行捕获算法是卫星信号接收机接收并在射频前端处理后，数字下变频为数字中频信号，数字中频信号与本地I之路载波和Q支路载波相乘进行去载波过程，得到I支路信号和Q支路信号，I支路信号和Q支路信号组成复数形式的去载波结果I+jQ，并对这个结果进行傅里叶变换，然后将变换结果与本地复现信号傅里叶变换的共轭值相乘，将所有的乘积经傅里叶反变换得到在时域内的相关结果，在变换过程中，将傅里叶变换分为两部分的和，以减少傅里叶变换的点数，若无位翻转对上一步所得相关结果进行检测判断卫星信号是否存在，若存在位翻转对数字中频信号和本地浮现信号进行奇偶块的相关，得到相关结果，将两种情况的相关结果进行相干合成，得到较大的相关峰值，即可得到峰值处对应的频率和码相位。

上述方法虽然能有效克服位翻转问题，延长相干积分时间，但是搜索精度主要取决于搜索步长，频率搜索步长横跨几百赫兹，求得的频率精度并不高，且确定频率和相位的搜索区间和步长后，需要将接收机产生的信号与接收的信号求它们的相关系数，计算速度慢，且需要相关估计会带来较大误差。

发明内容

本发明针对带有噪声的卫星弱信号模型，解决卫星信号盲分离和快速精确捕获问题，提供一种基于方差比盲分离的北斗卫星信号高精度捕获模型。

所述模型通过盲分离技术，采用倍频采样方法，通道序列化后利用欧拉公式建立盲分离矩阵卫星信号模型，利用子空间分离对卫星信号进行盲分离，具体实现步骤如下：

S1.采用倍频采样方式，将接收机接收的卫星信号转换为一个多通道输出的混叠正弦模型；

S2.序列化卫星接收信号；

S3.利用欧拉公式将倍频采样后的卫星载波信号模型hsat(j)展开为盲分离矩阵模型；

S4.求解卫星载波信号的多普勒效应频率；

S5.对卫星载波信号的初始相位进行求解；

S6.确定卫星信号的幅值Asat。

其中，(1)所述步骤S1如下：

S1.1设卫星接收机接收到的信号模型为：