一種gps定位衛(wèi)星l2c中頻信號cl碼捕獲方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，基于折疊和平均采樣思想，首先利用CL碼信號不同段之間相互正交的特點，通過線性疊加形成折疊碼后進行相關捕獲，有效地減少了相關計算的次數(shù)，同時利用平均采樣法減少每次傅里葉變換相關的采集點數(shù)目，并采用分裂基傅里葉變換代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基2傅里葉變換進行相關運算，進一步減少了每次相關過程中所需要的計算量和存儲空間，提高了捕獲的實時性。
【專利說明】—種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法。
【背景技術】
[0002]全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)作為目前世界上應用范圍最廣泛、實用性最強的全球精密授時、測距、導航、定位系統(tǒng)，已廣泛應用于汽車導航、目標監(jiān)控、測繪等多個領域。但是隨著時代的發(fā)展和用戶對定位精度要求的不斷提高，傳統(tǒng)的LI民用單頻GPS系統(tǒng)已經(jīng)顯示出一定的局限性。GPS現(xiàn)代化計劃在L2波段上增加了由CM碼和CL碼經(jīng)時分復用形成的L2C民用信號，減少了 LI頻段的C/A碼在結(jié)構上的限制，而且與傳統(tǒng)的民用信號C/A碼相比，L2C信號具有更低的載波跟蹤門限和數(shù)據(jù)解調(diào)門限，其偽碼具有更優(yōu)的相關性能，更適合在叢林、室內(nèi)等信號較弱的場合應用。尤其是L2C信號中的CL碼，由于該碼沒有調(diào)制導航數(shù)據(jù)，對積分長度沒有限制，使其更適合對接收機靈敏度要求很高的情況。但是，CL碼的長度遠遠大于C/A碼以及CM碼，如果采用傳統(tǒng)的捕獲算法對CL碼直接進行捕獲，現(xiàn)有的硬件和軟件資源都無法滿足捕獲計算的要求。通常都是先進行CM碼的捕獲，然后利用CM碼輔助CL碼實現(xiàn)捕獲，但是當CM碼很難甚至無法被捕獲到的時候，就需要一種可以對CL碼進行快速直接捕獲的算法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種無需借助其它碼，能夠直接快速的對L2C中頻信號CL碼實現(xiàn)捕獲的GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法。
[0004]本發(fā)明為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本發(fā)明設計了一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，包括如下步驟:
[0005]步驟001.接收定位衛(wèi)星發(fā)送的一個周期的L2C中頻信號，并與預設多普勒頻移值ω D = ( ω D) mill下、與L2C中頻信號長度相同的本地載波信號按時間序列對應相乘，獲取信號S，其中，L2C中頻信號的周期為T，(coD)min為多普勒頻移搜索范圍的最小值；
[0006]步驟002.將信號S按長度平均劃分為K段，K > 2，各段信號的采樣點數(shù)為N，任取其中一段信號，記為信號SI ;然后按預設采樣點數(shù)Nd，通過平均采樣法將信號SI的采樣點數(shù)由N降至Nd，記為平均采樣信號SIct,并通過補零操作將平均采樣信號SIct擴展為
0j，其中，O表示與平均采樣信號SIct長度相同的零向量；
[0007]步驟003.本地生成一個周期為T、對應上述發(fā)送L2C中頻信號的定位衛(wèi)星的本地CL碼信號，且長度與上述L2C中頻信號長度相同，將其按長度平均劃分為K段，CL1,…CL^-CLk, l^i^K ;然后按首尾相連、依次將相鄰兩段信號組合成一個新碼信號的方式，獲得K個新碼YHCi ;按預設疊加段數(shù)M,通過線性疊加法依次將K個新碼YHCi疊加構成η個折疊碼HCs, I≤s≤n,n = ceil (Κ/Μ), ceil表示向上取整函數(shù)；按照步驟002中的平均采樣法將各個折疊碼HCs的采樣點數(shù)由2N降至2Nd，記為平均采樣折疊碼//(了 ；[0008]步驟004.根據(jù)如下公式，將各個平均采樣折疊碼分別和Szp按時間序列一一對應相關，獲得相關結(jié)果記為YCorrs,
[0009]
【權利要求】
1.一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟001.接收定位衛(wèi)星發(fā)送的一個周期的L2C中頻信號，并與預設多普勒頻移值ωΒ=(?D)min下、與L2C中頻信號長度相同的本地載波信號按時間序列一一對應相乘，獲取信號S，其中，L2C中頻信號的周期為T，(coD)min為多普勒頻移搜索范圍的最小值； 步驟002.將信號S按長度平均劃分為K段，K > 2，各段信號的采樣點數(shù)為N，任取其中一段信號，記為信號SI ;然后按預設采樣點數(shù)Nd，通過平均采樣法將信號SI的采樣點數(shù)由N降至Nd，記為平均采樣信號SIct,并通過補零操作將平均采樣信號SIct擴展為Szp = [51印Oj，其中，O表示與平均采樣信號SIct長度相同的零向量； 步驟003.本地生成一個周期為T、對應上述發(fā)送L2C中頻信號的定位衛(wèi)星的本地CL碼信號，且長度與上述L2C中頻信號長度相同，將其按長度平均劃分為K段，CLp…CLp…CLk, I ^ i ;然后按首尾相連、依次將相鄰兩段信號組合成一個新碼信號的方式，獲得K個新碼YHCi ;按預設疊加段數(shù)M,通過線性疊加法依次將K個新碼YHCi疊加構成η個折疊碼HCs, I≤s≤n，n = ceil (Κ/Μ)，ceil表示向上取整函數(shù)；按照步驟002中的平均采樣法將各個折疊碼HCs的采樣點數(shù)由2N降至2Nd，記為平均采樣折疊碼//C ; 步驟004.根據(jù)如下公式，將各個平均采樣折疊碼分別和Szp按時間序列一一對應相關，獲得相關結(jié)果記為YCorrs,
2.根據(jù)權利要求1所述一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，其特征在于:所述步驟002中，按預設采樣點數(shù)Nd，通過平均采樣法將信號SI的采樣點數(shù)由N降至Nd的具體過程如下: 設計將信號SI的采樣點數(shù)由N降至Nd需要進行Np次P個采樣點的平均和N,次q個采樣點的平均，即針對信號SI中的采樣點依序先將(Np*p)個采樣點，每P個采樣點累加為I個采樣點，重新獲得Np個采樣點；再針對剩余的(Nq*q)個采樣點，每q個采樣點累加為I個采樣點，重新獲得 Nq 個采樣點；其中，Nd = Np+Nq, P = ceil (N/Nd), q = floor (N/Nd), floor表示向下取整函數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，其特征在于:所述步驟003中，針對本地CL碼信號劃分的K段信號，按首尾相連、依次將相鄰兩段信號組合成一個新碼信號的方式，獲得K個新碼YHCi的具體過程如下:當 i < K 時，YHCi = [CLi CLi+1];當 i = K 時，YHCk = [CLK CL1]。
4.根據(jù)權利要求1所述一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，其特征在于:所述步驟003中，按預設疊加段數(shù)M,通過線性疊加法依次將K個新碼YHCi疊加構成η個折疊碼HCs的具體過程如下:
5.根據(jù)權利要求1所述一種GPS定位衛(wèi)星L2C中頻信號CL碼捕獲方法，其特征在于:所述步驟006具體包括如下步驟: 步驟00601.根據(jù)所述最終相關結(jié)果Corrs比較中相關峰值所對應的第crw個平均采樣折疊碼ICl,，I ^ crw ^ n，獲取該平均采樣折疊碼/TC:所對應線性疊加的新碼YHCi,且該平均采樣折疊碼1:所對應線性疊加的新碼YHCi的個數(shù)為L個，然后根據(jù)如下公式，將該L個新碼YHCi分別與[SI O]按時間序列一一對應相關，獲得相關結(jié)果記為YRCorri,
【文檔編號】G01S19/30GK104007454SQ201410191908
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權日:2014年5月7日
【發(fā)明者】曾慶喜, 唐琳琳, 徐亮, 張鵬娜, 楊英杰, 唐靖 申請人:南京航空航天大學, 江蘇新安電器有限公司