基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法、装置及GNSS接收终端制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法、装置及GNSS接收终端。所述方法包括：在进行导航电文数据解调之前，对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果；判断是否为第一次进行导航电文数据解调；若是第一次进行导航电文数据解调，则对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储；若不是第一次进行导航电文数据解调，则读取上一次进行导航电文数据解调后存储的DFT运算结果，并选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式，采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果。本发明专利技术能够在进行GNSS导航电文数据解调时兼顾灵敏度和抗动态性能。

【技术实现步骤摘要】
基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法、装置及GNSS接收终端
本专利技术涉及导航定位
，尤其涉及一种基于DFT(DiscreteFourierTransformation，离散傅里叶变换)的GNSS导航电文数据解调方法、装置及GNSS接收终端。
技术介绍
GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)，包括美国的GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)、中国的BDS(BeiDouSatelliteNavigationSystem，北斗卫星导航系统)、俄罗斯的GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)和欧盟的Galileo卫星导航系统等。GNSS接收终端通过接收该系统多颗卫星发射的采用DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum，直接序列扩频)的无线测距信号来实现实时的定位、授时和导航等功能。GNSS的卫星发射的测距信号中，以BPSK(BinaryPhaseShiftKeying，二进制移相键控)的方式调制了包含有时间信息和卫星轨道参数等的导航电文数据。GNSS的接收终端基带信号处理模块需要在剥离GNSS信号中的测距码和载波后，解调这些导航电文数据，从而获得完整的发射时间和卫星轨道等信息，为计算GNSS接收终端的PVT(Position,VelocityandTime，位置、速度和时间)打下基础。其中，GNSS接收终端通常通过PLL(PhaseLockLoop，锁相环)或者FLL(FrequencyLockLoop，锁频环)来估计被测信号的载波相位或者频率，从而剥离GNSS信号中的载波。如果在导航电文数据的解调过程中出现错误，用BER(BitErrorRate，误码率)来表示，则会对接收终端的TTFF(TimeToFirstFix，首次定位时间)和定位精度产生影响。现有的GNSS导航电文数据的解调方式主要有两种：1、在GNSS接收终端使用PLL的前提下，采用I路PDI(Pre-detectionIntegration，预检测积分)结果来判定电文数据的值。由于锁定的相位存在180度不确定性，需要通过电文中的同步码来确定解调的数据流的极性。2、在GNSS接收机终端仅使用FLL的前提下，采用I/Q两路前后两次PDI的点积结果来判定前后两比特的电文数据是否翻转，再用数据电文中的同步码来确定解调的数据流的极性。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下技术问题：为了应对城市区域中的弱信号和动态场景问题，手持或者车载的GNSS终端通常不会使用灵敏度和抗动态能力都较弱的锁相环。而现有的基于点积的解调方案无法兼顾灵敏度和抗动态性能：使用长时间的PDI结果在降低弱信号时解码的BER的同时，削弱了该方案的抗动态性能，即如果此时因为接收终端运动等因素使得接收到的信号的频率有大幅度变化的话，同样会产生大量的误码，从而影响定位速度和精度。
技术实现思路
本专利技术提供的基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法、装置及GNSS接收终端，能够在进行GNSS导航电文数据解调时兼顾灵敏度和抗动态性能。第一方面，本专利技术提供一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法，包括：在进行导航电文数据解调之前，对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果；判断是否为第一次进行导航电文数据解调；若是第一次进行导航电文数据解调，则对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储；若不是第一次进行导航电文数据解调，则读取上一次进行导航电文数据解调后存储的DFT运算结果，并选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式，采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果。可选地，所述对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果包括：按照如下公式得到各搜索频点上的DFT运算结果：DFTout,i＝Σn＝0,1,…,N-1(In+k+j*Qn+k)*exp(-j*2*π*Δfi*n*T0),i＝1,2,…,M其中，预检测积分结果为：PDIout＝DFTin＝Ik+j*Qk；I和Q为正交两路的预检测积分结果；k为第k个积分结果，单个积分时间为T0秒；j满足j*j＝-1；Δfi为DFT搜索的频率，i＝1,2,…,M，M为总共需要搜索的频点数；其中，用N个预检测积分结果计算一组DFT，总共的预检测积分时间T＝N*T0小于等于单比特电文数据的宽度，且积分过程未跨越两比特电文数据的边界。可选地，Δfi的取值范围为：[-1/T0/2Hz,1/T0/2Hz]。可选地，所述对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储包括：遍历b，选择使得(Ib2+Qb2)最大的几个频点的DFT运算结果；对本次DFT运算结果按照如下公式进行旋转相位：Ib++j*Qb+＝(Ib+j*Qb)*exp(j*2*π*Δfi*T)；将旋转后的本次DFT运算结果进行存储。可选地，所述选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式包括：在上次的DFT运算结果中选择最值得信任的M-个频点的结果，记为Ia-+j*Qa-，其中，a取1,2,…,M中的M-个结果，M-小于等于M；所有组合的数量为M-*M，其中，本次有M个频点的DFT运算结果，记为Ib+j*Qb，b＝1,2,…,M；所述采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果包括：遍历a、b和D的所有值，使得[(Ia-+D*Ib)2+(Qa-+D*Qb)2]有最大值，其中，D为本次解调的电文比特和上次解调的电文比特相比是否翻转，D为1的时候代表没有翻转，则本次解调的电文结果沿用上次的结果；D为-1的时候代表有翻转，则本次解调的电文结果为上次解调电文结果取反的值；将本次解调的电文结果作为本次导航电文数据解调结果。第二方面，本专利技术提供一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调装置，包括：DFT运算模块，用于在进行导航电文数据解调之前，对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果；导航电文数据解调模块，用于判断是否为第一次进行导航电文数据解调，若是第一次进行导航电文数据解调，则对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储，若不是第一次进行导航电文数据解调，则读取上一次进行导航电文数据解调后存储的DFT运算结果，并选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式，采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果。可选地，所述DFT运算模块，用于按照如下公式得到各搜索频点上的DFT运算结果：DFTout,i＝Σn＝0,1,…,N-1(In+k+j*Qn+k)*exp(-j*2*π*Δfi*n*T0),i＝1,2,…,M其中，预检测积分结果为：PDIout＝DFTin＝Ik+j*Qk；I和Q为正交两路的预检测积分结果；k为第k个积分结果，单个积分时间为T0秒；j满足j*j＝-1；Δfi为DFT搜索的频率，i＝1,2,…,M，M为总共需要搜索的频点数；其中，用N个预检测积分结果计算一组DFT，总共的预检测积分时间T＝N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法，其特征在于，包括：在进行导航电文数据解调之前，对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果；判断是否为第一次进行导航电文数据解调；若是第一次进行导航电文数据解调，则对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储；若不是第一次进行导航电文数据解调，则读取上一次进行导航电文数据解调后存储的DFT运算结果，并选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式，采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调方法，其特征在于，包括：在进行导航电文数据解调之前，对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果；判断是否为第一次进行导航电文数据解调；若是第一次进行导航电文数据解调，则对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储；若不是第一次进行导航电文数据解调，则读取上一次进行导航电文数据解调后存储的DFT运算结果，并选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式，采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对预检测积分结果进行各搜索频点的DFT运算，得到各搜索频点上的DFT运算结果包括：按照如下公式得到各搜索频点上的DFT运算结果：DFTout,i＝Σn＝0,1,…,N-1(In+k+j*Qn+k)*exp(-j*2*π*Δfi*n*T0),i＝1,2,…,M其中，预检测积分结果为：PDIout＝DFTin＝Ik+j*Qk；I和Q为正交两路的预检测积分结果；k为第k个积分结果，单个积分时间为T0秒；j满足j*j＝-1；Δfi为DFT搜索的频率，i＝1,2,…,M，M为总共需要搜索的频点数；其中，用N个预检测积分结果计算一组DFT，总共的预检测积分时间T＝N*T0小于等于单比特电文数据的宽度，且积分过程未跨越两比特电文数据的边界。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，Δfi的取值范围为：[-1/T0/2Hz,1/T0/2Hz]。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对本次DFT运算结果进行筛选、旋转相位和存储包括：遍历b，选择使得(Ib2+Qb2)最大的几个频点的DFT运算结果；对本次DFT运算结果按照如下公式进行旋转相位：Ib++j*Qb+＝(Ib+j*Qb)*exp(j*2*π*Δfi*T)；将旋转后的本次DFT运算结果进行存储。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择上次和本次的频率搜索范围和组合方式包括：在上次的DFT运算结果中选择最值得信任的M-个频点的结果，记为Ia-+j*Qa-，其中，a取1,2,…,M中的M-个结果，M-小于等于M；所有组合的数量为M-*M，其中，本次有M个频点的DFT运算结果，记为Ib+j*Qb，b＝1,2,…,M；所述采用猜比特方式计算各组合的能量，选择能量最大的组合对应的比特作为本次导航电文数据解调结果包括：遍历a、b和D的所有值，使得[(Ia-+D*Ib)2+(Qa-+D*Qb)2]有最大值，其中，D为本次解调的电文比特和上次解调的电文比特相比是否翻转，D为1的时候代表没有翻转，则本次解调的电文结果沿用上次的结果；D为-1的时候代表有翻转，则本次解调的电文结果为上次解调电文结果取反的值；将本次解调的电文结果作为本次导航电文数据解调结果。6.一种基于DFT的GNSS导航电文数据解调装置，其特征在于，包括：DFT运算模块，用于在进行导航电文数据解调之...

【专利技术属性】
技术研发人员：金力，
申请(专利权)人：展讯通信上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31