卫星信号的捕获方法及接收机技术

本发明专利技术涉及导航定位系统，公开了一种卫星信号的捕获方法及接收机。本发明专利技术中，接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号，在捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号后，检测所述卫星信号是否存在互相关特征，如果检测到所述卫星信号存在互相关特征，则判定捕获不成功，继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号；如果检测到所述卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。通过检测捕获到的卫星信号是否存在互相关特征，判断卫星信号是否捕获成功，使得接收机能及时分辨出卫星信号之间是否出现强干扰的情况，从而保证了信号捕获的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
卫星信号的捕获方法及接收机
本专利技术涉及导航定位系统，特别涉及卫星信号的捕获技术。
技术介绍
基于卫星信号的定位导航技术在近二十年来发展迅速，且逐渐从专有应用领域走入人们日常生活。目前世界上有数套全球卫星定位系统：我国的北斗系统，美国的全球定位系统GPS系统，俄罗斯的格洛纳斯GLONASS系统，中欧合作的伽利略系统等。无论是GPS定位、GLONASS定位、北斗星定位或伽利略定位的工作原理均是由地面主控站收集各监测站的观测资料和气象信息，计算各卫星的星历表及卫星钟改正数，按规定的格式编辑导航电文，通过地面上的注入站向卫星注入这些信息。卫星将卫星瞬间坐标与时间数据以广播方式发布，接收机在需要定位时，根据这些数据来计算本地坐标。具体地说，接收机需要从至少4颗卫星中获得信号传播时间和卫星位置信息，根据这些信息得到接收机的位置等，具体地，接收机需要先与接收到的卫星信号完成粗同步，即扩频信号的捕获过程，得到伪随机码的相位偏移和信号载波多普勒偏移，再由跟踪过程得到伪码相位、载波频率和相位的精确估计值，对卫星信号进行实时跟踪。然而，由于不同卫星信号之间可能会存在干扰，比如接收机接收到的一段信号中同时包含了卫星1与卫星2的信号，但卫星2的信号特别强时，卫星2的信号将会对卫星1的信号产生干扰，此时，如果接收机按常规方式操作，很可能会将解码后实际得到的卫星2的信号误认为是卫星1的信号。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种卫星信号的捕获方法及接收机，使得接收机能及时分辨出卫星信号之间是否出现强干扰的情况，从而保证了信号捕获的可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种卫星信号的捕获方法，包含以下步骤：接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号；所述接收机在捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号后，检测所述卫星信号是否存在互相关特征；如果检测到所述卫星信号存在互相关特征，则判定捕获不成功，继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号；如果检测到所述卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。本专利技术的实施方式还提供了一种接收机，包含：捕获模块，用于尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号；检测模块，用于在所述捕获模块捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号后，检测所述卫星信号是否存在互相关特征；判断模块，用于在所述检测模块检测到所述卫星信号存在互相关特征时，判定捕获不成功；在所述检测模块检测到所述卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功；控制模块，用于在所述判断模块判定捕获不成功时，控制所述捕获模块继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号；在所述判断模块判定捕获成功时，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，在捕获到待跟踪卫星的卫星信号后，先检测捕获到的卫星信号是否存在互相关特征，如果检测到卫星信号不存在互相关特征，则再判定捕获成功，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。通过对互相关特征的检测，判断卫星信号是否捕获成功，可使得接收机能及时分辨出卫星信号之间是否出现强干扰的情况，从而保证了信号捕获的可靠性。进一步地，互相关特征包含：捕获的卫星信号的载噪比大于预设门限；捕获到的卫星信号强度比指定的一颗已捕获卫星的信号强度低17～26dB；将所述待跟踪卫星的扩频码与所述卫星信号进行相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量为随机值，且不连续；捕获到的卫星信号的多普勒频偏与所述指定的一颗已捕获卫星的多普勒频偏呈整K倍关系，K为正整数或负整数；所捕获到的卫星信号中解调出来的导航电文与所述指定的一颗已捕获并正确解调出导航电文的卫星的导航电文相同。由于当不同卫星信号之间产生干扰时，会出现信号强度低、相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量为随机值，且不连续等特性，因此以上述条件作为互相关特征检测卫星信号，进一步保证了信号捕获的可靠性。进一步地，如果接收机检测到卫星信号不满足上述互相关特征中的任意一种，则判定卫星信号不存在互相关特征。由于只要一个互相关条件不满足，就判定不存在互相关特征，无需对每一个条件都逐一判断，在保证了信号捕获可靠性的同时，也简化了接收机的计算量，从而减轻了接收机的负荷。进一步地，接收机优先检测捕获的卫星信号的载噪比是否大于预设门限，以及所述待跟踪卫星的扩频码与所述卫星信号进行相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量是否为随机值，且不连续。如果捕获的卫星信号的载噪比大于预设门限，并且相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量为不连续的随机值，则再判断是否满足互相关特征包含的其他互相关条件。经试验证明，当产生干扰时，最容易出现的载噪比大于预设门限或相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量为随机值，且不连续的情况，因此，优先检测捕获的卫星信号是否满足这两种情况，可以进一步减少接收机不必要的计算量，提高接收机的运行效率。附图说明图1是根据本专利技术第一实施方式的卫星信号的捕获方法流程图；图2是根据本专利技术第三实施方式的接收机结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种卫星信号的捕获方法。具体流程如图1所示。在步骤101中，接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号。具体地说，接收机需要预先确定一颗卫星为待跟踪卫星，如将卫星1设置为待跟踪卫星。在本步骤中，接收机将搜索到的信号，以待跟踪卫星(如卫星1)的扩频码码偏与多普勒频偏对接收到的信号进行相关运算。值得注意的是，卫星所发送的卫星信号是扩频信号，只有利用扩频码的相关特性才能从噪声中提取出卫星信号。在实际运用中，由于卫星和接收机之间的相对运动会造成多普勒频偏，扩频码的相关过程将因接收机的频率响应的滚降特性而受到影响导致无法捕获到卫星信号。因此，在捕获卫星信号时通常需要补偿载波频率加多普勒频偏，通过在本地复现卫星所发射的扩频码，才能实现对卫星信号的顺利捕获。接着，在步骤102中，接收机判断是否捕获到待跟踪卫星的卫星信号。具体地说，首先确定一个预设阀值，以待跟踪卫星的扩频码码偏与多普勒频偏对接收到的信号进行相关运算得到的峰值与预设阀值进行比较，如果所得峰值大于预设阀值，则判定接收机捕获到待跟踪卫星的卫星信号，进入步骤103，否则判定接收机未捕获到待跟踪卫星的卫星信号，回到步骤101，继续尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号。在步骤103中，接收机检测捕获到的卫星信号是否存在互相关特征。如果存在互相关特征，则判定捕获不成功，进入步骤104，采用待跟踪卫星的其他扩频码码偏与多普勒频偏，尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号，并在捕获到待跟踪卫星的卫星信号之后重新进入步骤103。如果在步骤103中，检测到卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功，进入步骤105，接收机进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。具体地说，本实施方式中的互相关特征包含：捕获的卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星信号的捕获方法，其特征在于，包含以下步骤：接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号；所述接收机在捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号后，检测所述卫星信号是否存在互相关特征；如果检测到所述卫星信号存在互相关特征，则判定捕获不成功，继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号；如果检测到所述卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。

【技术特征摘要】
1.一种卫星信号的捕获方法，其特征在于，包含以下步骤：接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号；所述接收机在捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号后，检测所述卫星信号是否存在互相关特征；其中，所述互相关特征至少包含：捕获的卫星信号的载噪比大于预设门限；如果检测到所述卫星信号存在互相关特征，则判定捕获不成功，继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号；如果检测到所述卫星信号不存在互相关特征，则判定捕获成功，进行卫星的跟踪与卫星信号的解码。2.根据权利要求1所述的卫星信号的捕获方法，其特征在于，所述互相关特征还包含：捕获到的卫星信号强度比指定的一颗已捕获卫星的信号强度低17～26dB；将所述待跟踪卫星的扩频码与所述卫星信号进行相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量为随机值，且不连续；所述捕获到的卫星信号的多普勒频偏与所述指定的一颗已捕获卫星的多普勒频偏呈整K倍关系，K为正整数或负整数；所捕获到的卫星信号中解调出来的导航电文与所述指定的一颗已捕获并正确解调出导航电文的卫星的导航电文相同。3.根据权利要求2所述的卫星信号的捕获方法，其特征在于，所述检测卫星信号是否存在互相关特征的步骤中，包含以下子步骤：如果所述接收机检测到所述卫星信号不满足所述互相关特征中的任意一种，则判定所述卫星信号不存在互相关特征。4.根据权利要求3所述的卫星信号的捕获方法，其特征在于，所述接收机优先检测捕获的卫星信号的载噪比是否大于预设门限，以及所述待跟踪卫星的扩频码与所述卫星信号进行相关运算后，出现的最大值、次大值、第三大值、第四大值的扩频码码片偏移量是否为随机值，且不连续。5.根据权利要求1至4中任一项所述的卫星信号的捕获方法，其特征在于，所述接收机尝试捕获待跟踪卫星的卫星信号的步骤中，包含以下子步骤：所述接收机采用待跟踪卫星的扩频码码偏与多普勒频偏对接收到的信号进行相关运算，如果相关运算后得到的峰值大于预设阀值，则判定捕获到所述待跟踪卫星的卫星信号；所述继续尝试捕获所述待跟踪卫星的卫星信号的步骤中，包含以下子步骤：所述接收机采用所述待跟踪卫星的其他扩频码码偏与多普勒频偏对接收到的信号进行相关运算，如果相关运算后得到的峰值大于预设阀值，则判定捕获到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴骏，李瑞寒，文力，王永平，冯卫锋，宋志豪，迟朋，段桂平，刘精轶，孙枫叶，刘宝，舒志萍，李义梅，蔡之君，
申请(专利权)人：豪芯微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31