[发明专利]一种对GPS弱信号的全比特捕获方法

摘要

一种对GPS弱信号的全比特捕获方法，涉及GNSS中接收机的捕获处理，解决目前的软件接收机不对信息比特翻转做预测，容易导致捕获失败以及采用差分相干累积方法，很难达到较好捕获效果的问题。卫星信号经混频、采样、量化和时域均值的相关处理后得到20个被压缩成4096个采样点的序列，它们均通过FFT运算与本地存储的伪码FFT序列共轭的序列相乘后进行IFFT运算，提取得到的这20个二维的伪码自相关值矩阵取模平方后的最大值与门限值σ₁比较，大于σ₁，捕获成功；小于σ₁，则利用全比特算法寻找信息比特翻转沿后对20个二维的伪码自相关值矩阵进行相干累积和非相干累积提取相关值的峰值与门限值σ₂比较，大于σ₂，捕获成功；小于σ₂，则重新捕获。

主权项

1、一种对GPS弱信号的全比特捕获方法，其特征在于它由以下步骤实现：步骤一、GPS卫星信号经GPS射频前端混频、采样和量化后得到两路彼此正交的数字中频序列IIF[n]和QIF[n]，其中，n表示1ms时间内接收到的采样点的个数，n＝5000；步骤二、所述两路彼此正交的数字中频序列IIF[n]和QIF[n]在正负各10个频槽内进行多普勒频率搜索之前，每个频槽内的序列均通过时域均值的相关处理有序的压缩成4096个采样点的序列，第i个频槽内压缩成的4096个采样点的序列表示为xi(n)，其中i取从1到20之间的整数；步骤三、开始进行多普勒频率搜索：20个序列xi(n)均通过FFT运算得到20个序列Xi(K)；步骤四、将本地存储的伪码FFT序列C(K)取共轭得到序列C*(K)，将20个序列Xi(K)分别与序列C*(K)相乘后进行IFFT，得到20个二维的伪码自相关值矩阵Ri；步骤五、分别对20个二维的伪码自相关值矩阵Ri取模平方得到|Ri|2，比较这20个|Ri|2并提取最大值，与门限σ1比较，若大于门限值σ1，则捕获成功，也就是完成了多普勒搜索；若小于门限值σ1，则执行步骤六；步骤六、利用全比特算法寻找信息比特翻转沿；步骤七、找到比特翻转沿后，重新从整比特位置开始读入数据，重新执行步骤三和步骤四；步骤八、对20个二维的伪码自相关值矩阵Ri进行20次相干累积和8次非相干累积提取相关值峰值bi，相关值峰值bi与门限值σ2进行比较，若大于门限值σ2，则捕获成功；若小于门限值σ2，则捕获失败，重新执行步骤一至步骤八；所述的步骤六的具体过程为：所述的步骤六的具体过程为：a)将步骤四中得到的20个二维的伪码自相关值矩阵Ri进行20次相干累积；b)然后对结果取模平方，提取峰值，将模平方后提取的峰值与当前的最大值比较，如果超过当前最大值，用此峰值替换当前最大值，并记录此峰值位置，峰值的位置为信息比特翻转沿的位置；如果没超过当前最大值，则执行步骤c)；c)将步骤二中得到的20个序列xi(n)串行右移一个周期(1ms)，共串行右移19次，将每次串行右移一个周期后的20个序列xi(n)(j)进行20次相干累积，然后对结果取模平方，提取峰值，并记录峰值位置，j取从1到19的整数，比较这19个峰值提取出峰值最大值，此峰值最大值与当前的最大值比较，如果超过当前最大值，用此峰值最大值替换当前最大值，并记录此峰值最大值位置，峰值最大值的位置为信息比特翻转沿的位置；如果仍没超过当前最大值，则当前最大值的位置为信息比特翻转沿的位置。