一种卫星信号捕获方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种卫星信号捕获方法和装置，应用于FPGA芯片，FPGA芯片与ARM端通信连接，方法包括：对获取的卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号；将数字中频信号分别输入到多个信号通道；当接收到信号捕获指令时，通过各个信号通道内的各个信号捕获组件对数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到ARM端；ARM端根据多个捕获结果对多个信号捕获组件进行排序，以确定目标信号捕获组件以及与之对应的目标信号通道；当再次接收到信号捕获指令时，通过目标信号通道内的目标信号捕获组件对数字中频信号执行信号捕获操作，得到捕获结果。从而更为有效的实现多种类型卫星信号的捕获，提高导航卫星信号的捕获效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星信号捕获方法和装置


[0001]本专利技术涉及信号捕获
，尤其涉及一种卫星信号捕获方法和装置。

技术介绍

[0002]卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，该系统是一种通过接收机接收多颗导航卫星信号，再根据其接收到的卫星信号进行运算处理，最终解算出接收机当前位置的系统。
[0003]通常，卫星导航接收机由三大模块组成，即射频前端处理、基带数字信号处理以及定位导航运算，组成原理框图如图1所示。卫星信号的捕获属于三大模块中的基带数字信号处理中的一部分，是接收机实现定位导航的前提。
[0004]目前的卫星导航接收机内实现捕获的大致流程如下：1)、将卫星信号通过接收机射频前端进行下变频处理，得到近基带信号即数字中频信号；2)、数字中频信号进入接收机内的信号通道，不同的信号通道对应着不同的卫星，各自相互独立运行；3)、在信号通道内对进入的卫星信号进行混频，剥离数字中频信号内包含多普勒频移的载波，混频所用信号的频率在预设的频率搜索范围内；4)、产生对应信号通道的伪码，通过码相关运算去除伪码的剥离；5)、进行相干积分、非相干积分处理；6)、循环进行步骤3～5，完成频率范围内所有频率的运算处理；7)、根据运算结果，找出最大与次大的峰值，并判断其比值是否满足预设阈值；8)、若超过阈值，则提示捕获成功，并将码相位以及多普勒频移作为捕获结果输出给基带信号处理模块的余下环节；若未超过阈值，则提示捕获失败。
[0005]但随着如今卫星信号多样化，市面上相关产品也逐步趋于多星系统，因而仅采用单一的捕获算法，无法有效实现多种类卫星信号的捕获，捕获效率也会随着卫星信号的种类增多而降低。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种卫星信号捕获方法和装置，解决了现有技术无法有效实现多种类卫星信号的捕获，捕获效率较低的技术问题。
[0007]本专利技术提供的一种卫星信号捕获方法，应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片与ARM端通信连接，所述方法包括：
[0008]获取卫星信号；
[0009]对所述卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号；
[0010]将所述数字中频信号分别输入到多个信号通道；每个所述信号通道设置有多个信号捕获组件；
[0011]当接收到信号捕获指令时，通过各个所述信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到所述ARM端；
[0012]接收所述ARM端根据多个所述捕获结果对多个所述信号捕获组件的排序结果所确定的捕获指示；所述捕获指示用于指定目标信号捕获组件和目标信号通道；
[0013]当再次接收到信号捕获指令时，通过所述目标信号通道内的所述目标信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到目标捕获信号。
[0014]可选地，所述对所述卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号的步骤，包括：
[0015]对所述卫星信号进行低噪声放大，得到放大信号；
[0016]对所述放大信号进行下变频，得到变频信号；
[0017]对所述变频信号进行模数转换，生成数字中频信号。
[0018]可选地，每个所述信号捕获组件均设有相同的计数器、不同的信号捕获门限和不同的捕获算法；所述当接收到信号捕获指令时，通过各个所述信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到所述ARM端的步骤，包括：
[0019]当接收到信号捕获指令时，通过所述计数器进行计数；
[0020]通过各个所述信号捕获组件分别采用不同的所述捕获算法对所述数字中频信号执行信号捕获操作；
[0021]当任一信号捕获操作完成时，得到与所述数字中频信号对应的码相位和多普勒频移，并记录当前时刻的捕获信号值和所述信号捕获门限；所述捕获信号值为当信号捕获操作完成时的信号峰值；
[0022]停止所述计数器的计数，记录所述计数器的当前数值；
[0023]采用所述捕获算法的名称、所述码相位、所述多普勒频移、所述捕获信号值、所述信号捕获门限和所述当前数值生成捕获结果并发送到所述ARM端。
[0024]可选地，所述接收所述ARM端根据多个所述捕获结果对多个所述信号捕获组件的排序结果所确定的捕获指示；所述捕获指示用于指定目标信号捕获组件和目标信号通道的步骤，包括：
[0025]通过所述ARM端按照每个所述信号捕获组件对应的所述捕获信号值与所述信号捕获门限的门限差值，对多个所述信号捕获组件进行降序排序，得到降序排序结果；
[0026]通过所述ARM端按照每个所述信号捕获组件对应的所述当前数值，对多个所述信号捕获组件进行升序排序，得到升序排序结果；
[0027]通过所述ARM端计算每个所述信号捕获组件在所述降序排序结果和所述升序排序结果中的序号叠加值；
[0028]通过所述ARM端将所述序号叠加值最小的所述信号捕获组件确定为目标信号捕获组件；
[0029]通过所述ARM端将所述目标信号捕获组件所处的所述信号通道确定为目标信号通道；
[0030]接收所述ARM端返回的捕获指示；所述捕获指示由所述ARM端根据所述目标信号捕获组件的第一标识和所述目标信号通道的第二标识所生成。
[0031]可选地，还包括：
[0032]若所述序号叠加值相同，则通过所述ARM端确定所述当前数值最小的所述信号捕获组件为所述目标信号捕获组件；
[0033]若所述序号叠加值相同且所述当前数值相同，则通过所述ARM端确定所述门限差值最大的所述信号捕获组件为所述目标信号捕获组件。
[0034]本专利技术还提供了一种卫星信号捕获装置，应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片与ARM端
通信连接，所述装置包括：
[0035]卫星信号获取模块，用于获取卫星信号；
[0036]信号预处理模块，用于对所述卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号；
[0037]数字中频信号输入模块，用于将所述数字中频信号分别输入到多个信号通道；每个所述信号通道设置有多个信号捕获组件；
[0038]信号捕获模块，用于当接收到信号捕获指令时，通过各个所述信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到所述ARM端；
[0039]排序模块，用于接收所述ARM端根据多个所述捕获结果对多个所述信号捕获组件的排序结果所确定的捕获指示；所述捕获指示用于指定目标信号捕获组件和目标信号通道；
[0040]目标信号捕获模块，用于当再次接收到信号捕获指令时，通过所述目标信号通道内的所述目标信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到目标捕获信号。
[0041]可选地，所述信号预处理模块包括：
[0042]信号放大子模块，用于对所述卫星信号进行低噪声放大，得到放大信号；
[0043]信号下变频子模块，用于对所述放大信号进行下变频，得到变频信号；
[0044]模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星信号捕获方法，其特征在于，应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片与ARM端通信连接，所述方法包括：获取卫星信号；对所述卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号；将所述数字中频信号分别输入到多个信号通道；每个所述信号通道设置有多个信号捕获组件；当接收到信号捕获指令时，通过各个所述信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到所述ARM端；接收所述ARM端根据多个所述捕获结果对多个所述信号捕获组件的排序结果所确定的捕获指示；所述捕获指示用于指定目标信号捕获组件和目标信号通道；当再次接收到信号捕获指令时，通过所述目标信号通道内的所述目标信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到目标捕获信号。2.根据权利要求1所述的卫星信号捕获方法，其特征在于，所述对所述卫星信号进行信号预处理，生成数字中频信号的步骤，包括：对所述卫星信号进行低噪声放大，得到放大信号；对所述放大信号进行下变频，得到变频信号；对所述变频信号进行模数转换，生成数字中频信号。3.根据权利要求1所述的卫星信号捕获方法，其特征在于，每个所述信号捕获组件均设有相同的计数器、不同的信号捕获门限和不同的捕获算法；所述当接收到信号捕获指令时，通过各个所述信号捕获组件对所述数字中频信号执行信号捕获操作，得到多个捕获结果并发送到所述ARM端的步骤，包括：当接收到信号捕获指令时，通过所述计数器进行计数；通过各个所述信号捕获组件分别采用不同的所述捕获算法对所述数字中频信号执行信号捕获操作；当任一信号捕获操作完成时，得到与所述数字中频信号对应的码相位和多普勒频移，并记录当前时刻的捕获信号值和所述信号捕获门限；所述捕获信号值为当信号捕获操作完成时的信号峰值；停止所述计数器的计数，记录所述计数器的当前数值；采用所述捕获算法的名称、所述码相位、所述多普勒频移、所述捕获信号值、所述信号捕获门限和所述当前数值生成捕获结果并发送到所述ARM端。4.根据权利要求3所述的卫星信号捕获方法，其特征在于，所述接收所述ARM端根据多个所述捕获结果对多个所述信号捕获组件的排序结果所确定的捕获指示的步骤，包括：通过所述ARM端按照每个所述信号捕获组件对应的所述捕获信号值与所述信号捕获门限的门限差值，对多个所述信号捕获组件进行降序排序，得到降序排序结果；通过所述ARM端按照每个所述信号捕获组件对应的所述当前数值，对多个所述信号捕获组件进行升序排序，得到升序排序结果；通过所述ARM端计算每个所述信号捕获组件在所述降序排序结果和所述升序排序结果中的序号叠加值；通过所述ARM端将所述序号叠加值最小的所述信号捕获组件确定为目标信号捕获组
件；通过所述ARM端将所述目标信号捕获组件所处的所述信号通道确定为目标信号通道；接收所述ARM端返回的所述捕获指示；所述捕获指示由所述ARM端根据所述目标信号捕获组件的第一标识和所述目标信号通道的第二标识所生成。5.根据权利要求4所述的卫星信号捕获方法，其特征在于，还包括：若所述序号叠加值相同，则通过所述ARM端确定所述当前数值最小的所述信号捕获组件为所述目标信号捕获组件；若所述序号叠加值相同且所述当前数值相同，则通过所述ARM端确定所述门限差值最大的所述信号捕获组件为所述目标信号捕获组件。6.一种卫星信号捕获装置，其特征在于，应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片与ARM端通信连接，所述装置包括：卫星信号获取模块，用于获取卫星信号；...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永祥，闫少霞，吴太武，庄所增，刘国光，郝志刚，赵瑞东，陈奕均，
申请(专利权)人：广州南方卫星导航仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：