[发明专利]一种GPS导航电文的快速帧同步方法

权利要求书

1.一种GPS导航电文的快速帧同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）接收并收集GPS导航电文，对导航电文进行CRC校验，将1~3子帧的导航电文与4～5子帧的导航电文分开存储，其中，4～5子帧的字3～字10按照其页号进行存储，每个页号对应一组存储信息；

（2）利用本地时钟的整秒计数，计算当前应接收导航电文的周内秒和子帧号；其中，子帧号的计算方式为：

frame_id=[t/6]%5+1；

周内秒的计算方式为：

tow=[t/6]；

式中，frame_id为子帧号；tow为周内秒；t为本地时钟计数，单位为秒；[]表示向下取整；%为取余数运算；

（3）对各子帧中的转换字进行重构，将步骤（2）计算出的周内秒与子帧号放入到重构后的转换字中，并保证重构后转换字的第29和第30比特位为全零；

（4）利用本地时钟计算当前预测的页号；

（5）在本地复现导航电文；复现的导航电文中，各子帧的遥测字为已接收导航电文中经过CRC校验后的30bit遥测字信息，各子帧的转换字为步骤（3）中重构后的转换字，1~3子帧的字3～字10为已接收导航电文中经过CRC校验的1~3子帧的字3～字10部分，4~5子帧的字3～字10为步骤（1）中所存储的、对应于步骤（4）所算出的页号的存储信息；

（6）当导航信号失锁时，在本地时钟计数t的邻域范围内进行搜索；在每个搜索位置处，利用本地复现的导航电文，与当前接收的、比特同步后的、一个字长的导航电文进行异或操作，若计算结果为全零或全1，则完成导航电文的帧同步。

2.根据权利要求1所述的一种GPS导航电文的快速帧同步方法，其特征在于，所述步骤（3）的具体方式为：

（301）将步骤（2）计算出的周内秒转换为17bit的二进制数，以此二进制数值作为重构后转换字前17位的初始值d₁~d₁₇；

（302）根据经过CRC校验后的遥测字的第30位D₃₀’，确定重构后转换字的18、19位的初始值d₁₈、d₁₉，若D₃₀’为1，则d₁₈、d₁₉为接收到的导航电文中转换字中18、19位的取反值，若D₃₀’为0，则d₁₈、d₁₉为接收到的导航电文中转换字中18、19位的值；

（303）将步骤（2）计算出的子帧号转换为3bit的二进制数，以此二进制数值作为重构后转换字的20、21、22位的初始值d₂₀~d₂₂；

（304）设定重构后转换字的23、24位的初始值d₂₃、d₂₄为全0，通过CRC校验公式计算重构后转换字的25～30位的最终值：

D₂₅=D₂₉’^d₁^d₂^d₃^d₅^d₆ ^d₁₀^d₁₁^d₁₂^d₁₃^d₁₄^d₁₇^d₁₈^d₂₀^d₂₃；

D₂₆=D₃₀’^d₂^d₃^d₄^d₆^d₇ ^d₁₁^d₁₂^d₁₃^d₁₄^d₁₅^d₁₈^d₁₉^d₂₁^d₂₄；

D₂₇=D₂₉’^d₁^d₃^d₄^d₅^d₇ ^d₈^d₁₂^d₁₃^d₁₄^d₁₅^d₁₆^d₁₉^d₂₀^d₂₂；

D₂₈=D₃₀’^d₂^d₄^d₅^d₆^d₈ ^d₉^d₁₃^d₁₄^d₁₅^d₁₆^d₁₇^d₂₀^d₂₁^d₂₃；

D₂₉=D₃₀’^d₁^d₃^d₅^d₆^d₇ ^d₉^d₁₀^d₁₄^d₁₅^d₁₆^d₁₇^d₁₈^d₂₁^d₂₂^d₂₄；

D₃₀=D₂₉’^d₃^d₅^d₆^d₈^d₉ ^d₁₀^d₁₁^d₁₃^d₁₅^d₁₉^d₂₂^d₂₃^d₂₄；

式中，D₂₉’为经过CRC校验后的遥测字的第29位值，^为异或运算；

（305）根据D₂₉和D₃₀的值，重设d₂₃、d₂₄的值：d₂₄=D₂₉、d₂₃=D₂₉^D₃₀；

（306）确定重构后转换字的1～24位的最终值：

D_i=D₃₀’^d_i，i=1， …， 24；

完成转换字的重构。