一种捕获微弱信号的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种捕获微弱信号的方法，获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。本发明专利技术还提供了一种捕获微弱信号的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辅助北斗卫星导航技术，尤其涉及一种捕获微弱信号的方法和装置。
技术介绍
目前，随着人们对室内等微弱信号环境和首次定位时间的要求，辅助全球导航卫星系统(Assisted-GlobalNavigationSatelliteSystem，A-GNSS)应运而生。A-GNSS借助于无线通信网络为导航接收机提供所需要的辅助信息，以支持导航接收机定位能力或者增强导航接收机在微弱信号条件下的捕获能力。传统导航接收机实现定位功能需要捕获到4颗或者以上的卫星信号，且不同卫星信号具有不同的起始时间的伪随机码和不同的多普勒频移。因此，为了搜索到某个卫星信号，导航接收机通常需要进行二维搜索，在每个可能的多普勒频移上对每个起始时间不同的伪随机码进行搜索，辅助型导航接收机利用辅助的时间、星历/历书、导航接收机位置能估算出卫星运动引起的多普勒频偏从而缩短捕获频率搜索空间。然而，在没有给定本地时钟频偏的情况下不能估计本地时钟频偏引起的多普勒频移，而较小的本地时钟频偏会产生上千赫兹(Hz)的多普勒频移，这样会增加捕获搜索空间，影响首次定位时间。3GPPTS36.171定义了A-GNSS技术的最小辅助信息集，包括时间辅助信息、历书/星历辅助信息、用户位置辅助信息等，根据3GPP标准定义，无线通信网络可以提供两种不同的时间辅助方式：精时辅助(精度为±10μs)和粗时辅助(精度为±2s)。现有的接收机在精时辅助定位方式下，通过从无线通信网络获取的时间、历书/星历、用户位置信息，可以估计出卫星的多普勒频偏和码相位，从而缩小卫星捕获频率和码相位的二维搜索空间。对于全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)和北斗系统，测距码的长度为1ms，精时辅助的时间精度要小于1ms，因此可以估计出导航电文比特的边沿，进一步增加捕获的相干积分时间，提高捕获的灵敏度，实现在微弱信号环境下高灵敏度定位。然而，接收机在粗时辅助定位方式下，由于时间精度要大于一个测距码的长度，不能对码相位和导航电文比特边沿进行预测，因此在相同的辅助信息下，捕获的灵敏度会小于精时辅助时捕获的灵敏度。而且，由于实际环境的天气、遮挡等原因，很多卫星信号功率比较微弱，往往只能捕获到稍微较强的一颗或者两颗卫星信号，因此不能完成定位。综上所述，接收机在粗时辅助定位方式下，如何实现微弱信号的快速捕获已成为辅助定位技术中急需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种捕获微弱信号的方法和装置，能够使接收机在粗时辅助定位方式下实现微弱信号的快速捕获。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供一种捕获微弱信号的方法，该方法包括：获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。上述方案中，所述根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏包括：利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的多普勒频偏估计值；所述当前可见卫星包括所述已捕获的强信号卫星和未捕获的弱信号卫星；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和所确定的当前可见卫星的多普勒频偏估计值，确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏。上述方案中，所述根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位包括：利用所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间对接收机参考时间进行校正，获得校正后的接收机参考时间；根据校正后的接收机参考时间、卫星的星历信息、以及接收机参考位置坐标，确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。上述方案中，所述利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的多普勒频偏估计值包括：根据卫星的星历信息，粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的位置坐标，并进一步确定当前可见卫星在粗时辅助时间对应时刻tk的速度；再根据所确定的当前可见卫星在tk时刻的速度确定所述当前可见卫星信号的多普勒频偏估计值。上述方案中，所述已捕获的强信号卫星的个数N1的取值范围为1≤N1≤3。本专利技术实施例还提供一种捕获微弱信号的装置，该装置包括：强信号捕获模块、多普勒校正模块、以及扩频码估计模块；其中，所述强信号捕获模块，用于获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；所述多普勒校正模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；所述扩频码估计模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。上述方案中，所述多普勒校正模块包括多普勒估计模块和多普勒确定模块；其中，所述多普勒估计模块，用于利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的多普勒频偏估计值；所述当前可见卫星包括所述已捕获的强信号卫星和未捕获的弱信号卫星；所述多普勒确定模块，用于根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和所确定的当前可见卫星的多普勒频偏估计值，确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏。上述方案中，所述扩频码估计模块用于，利用所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间对接收机参考时间进行校正，获得校正后的接收机参考时间；根据校正后的接收机参考时间、卫星的星历信息、以及接收机参考位置坐标，确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。上述方案中，所述多普勒估计模块用于，根据卫星的星历信息，粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的位置坐标，并进一步确定当前可见卫星在粗时辅助时间对应时刻tk的速度；再根据所确定的当前可见卫星在tk时刻的速度确定所述当前可见卫星信号的多普勒频偏估计值。上述方案中，所述强信号捕获模块已捕获的强信号卫星的个数N1的取值范围为1≤N1≤3。本专利技术实施例所提供的捕获微弱信号的方法和装置，获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。如此，在精确确定未捕获的弱信号卫星的多普勒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕获微弱信号的方法，其特征在于，所述方法包括：获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏；根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。

【技术特征摘要】
1.一种捕获微弱信号的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和传输时间；
根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星
的多普勒频偏；
根据所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的
扩频码周期和扩频码相位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所获取的已捕获的
强信号卫星的多普勒频偏确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏包括：
利用卫星的星历信息、粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前
可见卫星的多普勒频偏估计值；所述当前可见卫星包括所述已捕获的强信号卫
星和未捕获的弱信号卫星；
根据所获取的已捕获的强信号卫星的多普勒频偏和所确定的当前可见卫星
的多普勒频偏估计值，确定未捕获的弱信号卫星的多普勒频偏。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所获取的已捕获的
强信号卫星的传输时间确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位包
括：
利用所获取的已捕获的强信号卫星的传输时间对接收机参考时间进行校
正，获得校正后的接收机参考时间；
根据校正后的接收机参考时间、卫星的星历信息、以及接收机参考位置坐
标，确定未捕获的弱信号卫星的扩频码周期和扩频码相位。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用卫星的星历信息、
粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前可见卫星的多普勒频偏估计
值包括：
根据卫星的星历信息，粗时辅助时间、以及接收机参考位置坐标确定当前
可见卫星的位置坐标，并进一步确定当前可见卫星在粗时辅助时间对应时刻tk
\t的速度；再根据所确定的当前可见卫星在tk时刻的速度确定所述当前可见卫星
信号的多普勒频偏估计值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述已捕获的强信号卫星的
个数N1的取值范围为1≤N1≤3。
6.一种捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢棋军，陈新，张禹强，马志锋，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44