捕獲gps中l2c信號的方法及裝置製造方法
2023-07-03 19:37:06 1
捕獲gps中l2c信號的方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種全球定位系統L2C信號捕獲及裝置，S1、對經接收機前端處理後的中頻信號按採樣率進行A/D採樣；S2、將S1採樣後的信號數字下變頻至待搜索載波頻率格；S3、對S2所得信號以兩個L2C碼片長度為周期進行求和處理，得到接收信號；S4、根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率生成本地偽碼；S5、將S4生成的本地偽碼與S3得到的接收信號進行相關運算；S6、若S5所得相關值大於捕獲門限，則根據該相關值所對應的碼相位對S3求和時的採樣點所對應的碼相位分別進行檢測，以去除S3求和操作所導致的碼相位模糊；S7、若S5所得相關值不大於捕獲門限則滑動接收信號搜索下一個碼相位，或調整數字下變頻單元搜索下一個載波頻率格直到搜索完整個碼相位和載波頻率空間。
【專利說明】捕獲GPS中L2C信號的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及全球定位系統(GPS)領域，尤其涉及一種捕獲GPS中L2C信號的方法
及裝置。
【背景技術】
[0002]在全球定位系統(GPS)現代化過程中，為提高信號捕獲、跟蹤能力，改善弱信號條件下用戶性能，設計了一種新型民用信號，即L2C (英文全稱為:L2civil，其中，L2表示其在GPS中的信號頻點)信號。該信號所採用的擴頻序列與已得到廣泛應用的C/A碼信號顯著不同。它將中等長度偽碼(稱為CM碼)和長周期偽碼(稱為CL碼)通過一種時分復用技術混合在一起。採用該技術以後，導航電文僅調製CM碼，而不調製CL碼。調整有導航電文的CM碼作為數據通道，為接收設備提供導航電文。而未調製導航電文的CL碼，則作為導頻通道，可使接收設備在處理導航信號時不用考慮導航電文的影響，可通過長時預檢測積分獲得更好的捕獲、跟蹤性能。
[0003]對L2C信號進行捕獲是L2C接收終端工作的前提，但是現有的捕獲方法捕獲耗時較長。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供一種捕獲GPS中L2C信號的方法及裝置，通過減小本地信號與接收信號相關運算時複雜度，降低L2C信號偽碼捕獲難度，提高偽碼搜索速度，從而縮短偽碼捕獲時間。
[0005]本發明實施例採用如下技術方案:
[0006]一種捕獲GPS中L2C信號的方法，包括:
[0007]S1、對經接收機前端處理後的中頻信號，按採樣率進行A/D採樣；
[0008]S2、將SI採樣後的信號數字下變頻至待搜索載波頻率格；
[0009]S3、對S2所得信號，以兩個L2C碼片長度為周期進行求和處理，得到接收信號；
[0010]S4、根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率生成本地偽碼；
[0011]S5、將S4生成的本地偽碼與S3得到的接收信號進行相關運算；
[0012]S6、若S5所得相關值大於捕獲門限，則根據該相關值所對應的碼相位，對S3求和時的採樣點所對應的碼相位分別進行檢測，以去除S3求和操作所導致的碼相位模糊；
[0013]S7、若S5所得相關值不大於捕獲門限，則滑動接收信號搜索下一個碼相位，或調整數字下變頻單元搜索下一個載波頻率格，直到搜索完整個碼相位和載波頻率空間。
[0014]可選的，SI中按採樣率進行A/D採樣包括:
[0015]按採樣率為L2C偽碼速率的M倍進行A/D採樣，M為採樣率與L2C偽碼速率之比。
[0016]可選的，S3中接收信號的速率為0.5115MHz。
[0017]可選的，S4中CM碼速率為0.5115MHz.[0018]一種捕獲GPS中L2C信號的裝置，包括:[0019]A/D模塊，用於對模擬中頻信號進行數字採樣；
[0020]數字下變頻模塊，用於將採樣後的信號數字下邊頻至待搜索載波頻率格；
[0021]雙碼片求和模塊，用於以兩個L2C碼片長度為周期，對接收信號進行求和處理，得到速率為0.5115MHz的接收信號；
[0022]本地CM碼發生器，用於根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率即0.5115MHz生成本地CM碼；
[0023]相關模塊，用於將0.5115MHz的接收信號與0.5115MHz的本地CM碼進行相關，得到相關值；
[0024]門限比較模塊，用於將相關值與預設捕獲門限進行比較；
[0025]去模糊度模塊，用於當相關值大於門限時，對所對應的求和處理的接收信號碼相位分別進行檢測，去除因求和導致的碼相位模糊。
[0026]基於上述技術方案，本發明實施例對接收信號按每兩個L2C碼片長度進行求和處理，將信號相關速率從採樣率降低至CM碼速率，可大大節省運算量、提高偽碼搜索速度、縮短捕獲時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發明實施例提供的一種捕獲GPS中L2C信號的方法的流程圖；
[0029]圖2為本發明實施例提供的一種捕獲GPS中L2C信號的裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0031]本發明實施例通過減小本地信號與接收信號相關運算時複雜度，降低L2C信號偽碼捕獲難度，提高偽碼搜索速度，縮短偽碼捕獲時間，縮短L2C導航設備首次定位時間。
[0032]如圖1所示，本發明實施例提供一種捕獲GPS中L2C信號的方法，包括:
[0033]S1、對經接收機前端處理後的中頻信號，按採樣率進行A/D採樣；
[0034]S2、將SI採樣後的信號數字下變頻至待搜索載波頻率格；
[0035]S3、對S2所得信號，以兩個L2C碼片長度為周期進行求和處理，得到接收信號；
[0036]S4、根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率生成本地偽碼；
[0037]S5、將S4生成的本地偽碼與S3得到的接收信號進行相關運算；
[0038]S6、若S5所得相關值大於捕獲門限，則根據該相關值所對應的碼相位，對S3求和時的採樣點所對應的碼相位分別進行檢測，以去除S3求和操作所導致的碼相位模糊；
[0039]S7、若S5所得相關值不大於捕獲門限，則滑動接收信號搜索下一個碼相位，或調整數字下變頻單元搜索下一個載波頻率格，直到搜索完整個碼相位和載波頻率空間。
[0040]可選的，SI中按採樣率進行A/D採樣包括:
[0041]按採樣率為L2C偽碼速率的M倍進行A/D採樣，M為採樣率與L2C偽碼速率之比。
[0042]可選的，S3中接收信號的速率為0.5115MHz。
[0043]可選的，S4中CM碼速率為0.5115MHz.[0044]在此以具體參數為例講述該方法的實施步驟，方法的實施並不局限於這些具體的參數，可以靈活選擇。實施步驟如下:
[0045]1.對經接收機前端處理後的中頻信號，按5倍L2C信號碼速率即5.115MHz採樣率進行A/D採樣；
[0046]2.將步驟I採樣後的信號數字下變頻至第一個待搜索載波頻率格；[0047]3.將步驟2接收信號每10個採樣點為一組，進行求和處理，得到採樣率為
0.5115MHz的接收信號；
[0048]4.按CM碼速率即0.5115MHz生成本地CM碼序列；
[0049]5.將步驟4生成的本地CM碼序列與步驟3所得接收信號進行相關處理；
[0050]6.若步驟5所得相關值大於預設捕獲門限，則對步驟3求和時的10個採樣點所對應的碼相位分別進行檢測，以去除因求和導致的碼相位模糊；
[0051]7.若步驟5所得相關值不大於預設捕獲門限，則滑動接收信號搜索下一個碼相位，或調整數字下變頻單元搜索下一個載波頻率格，直到搜索完整個碼相位和載波頻率空間。
[0052]如圖2所示，本發明實施例提供一種捕獲GPS中L2C信號的裝置，包括:
[0053]A/D模塊，用於對模擬中頻信號進行數字採樣；
[0054]數字下變頻模塊，用於將採樣後的信號數字下邊頻至待搜索載波頻率格；
[0055]雙碼片求和模塊，用於以兩個L2C碼片長度為周期，對接收信號進行求和處理，得到速率為0.5115MHz的接收信號；
[0056]本地CM碼發生器，用於根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率即0.5115MHz生成本地CM碼；
[0057]相關模塊，用於將0.5115MHz的接收信號與0.5115MHz的本地CM碼進行相關，得到相關值；
[0058]門限比較模塊，用於將相關值與預設捕獲門限進行比較；
[0059]去模糊度模塊，用於當相關值大於門限時，對所對應的求和處理的接收信號碼相位分別進行檢測，去除因求和導致的碼相位模糊。
[0060]本發明實施例中本地偽碼無需進行置零等額外操作，僅需產生CM碼序列，減小了L2C偽碼捕獲複雜度；本發明實施例對接收信號按每兩個L2C碼片長度進行求和處理，將信號相關速率從採樣率降低至CM碼速率，可大大節省運算量、提高偽碼搜索速度、縮短捕獲時間。
[0061]本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種捕獲GPS中L2C信號的方法，其特徵在於，包括: 51、對經接收機前端處理後的中頻信號，按採樣率進行A/D採樣； 52、將SI採樣後的信號數字下變頻至待搜索載波頻率格； 53、對S2所得信號，以兩個L2C碼片長度為周期進行求和處理，得到接收信號； 54、根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率生成本地偽碼； 55、將S4生成的本地偽碼與S3得到的接收信號進行相關運算； 56、若S5所得相關值大於捕獲門限，則根據該相關值所對應的碼相位，對S3求和時的採樣點所對應的碼相位分別進行檢測，以去除S3求和操作所導致的碼相位模糊； 57、若S5所得相關值不大於捕獲門限，則滑動接收信號搜索下一個碼相位，或調整數字下變頻單元搜索下一個載波頻率格，直到搜索完整個碼相位和載波頻率空間。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，SI中按採樣率進行A/D採樣包括: 按採樣率為L2C偽碼速率的M倍進行A/D採樣，M為採樣率與L2C偽碼速率之比。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，S3中接收信號的速率為0.5115MHz。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，S4中CM碼速率為0.5115MHzο
5.一種捕獲GPS中L2C信號的裝置，其特徵在於，包括: A/D模塊，用於對模擬中頻信號進行數字採樣； 數字下變頻模塊，用於將採樣後的信號數字下邊頻至待搜索載波頻率格； 雙碼片求和模塊，用於以兩個L2C碼片長度為周期，對接收信號進行求和處理，得到速率為0.5115MHz的接收信號； 本地CM碼發生器，用於根據待搜索碼相位範圍，按L2C中CM碼速率即0.5115MHz生成本地CM碼； 相關模塊，用於將0.5115MHz的接收信號與0.5115MHz的本地CM碼進行相關，得到相關值； 門限比較模塊，用於將相關值與預設捕獲門限進行比較； 去模糊度模塊，用於當相關值大於門限時，對所對應的求和處理的接收信號碼相位分別進行檢測，去除因求和導致的碼相位模糊。
【文檔編號】G01S19/29GK103869341SQ201410120746
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】李洪, 陸明泉 申請人:清華大學