【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导航信号处理，具体涉及一种导航信号复数下变频计算方法、系统及介质。
技术介绍
1、模拟下变频后的中频导航信号经正交采样得到数字中频信号，在导航信号后续处理过程中需要进行复数下变频计算实现对载波剥离以完成捕获跟踪处理。在现有技术中，复数下变频计算通过两个复数相乘实现，需要完成四次乘法与两次加法操作。这种计算方式能够取得较准确的计算结果，而当采用cpu计算进行采样数据后处理分析或gpu导航信号处理时，复数下变频计算会占用较多计算资源，计算效率偏低，尤其是数据采样率较高的应用环境中，对系统资源的占用通常会导致导航系统的正常工作运行。
2、为提升cpu/gpu在导航信号导航信号处理时的计算能力，提出一种适用性更高的计算方法，以降低计算压力，提高整体运行效率。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种导航信号复数下变频计算方法、系统及介质，通过分析数字信号序列特征，基于正交iq方式获得复数下变频计算方法，从而降低计算量，其可以将信号处理过程中复数下变频的计算量降低50％。
2、本专利技术第一方面公开了一种导航信号复数下变频计算方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：获取n1比特的中频数字信号数据序列dat(k)，k＝0,1,2,…,其复数形式为
4、dat(k)＝dat_i(k)+j*dat_q(k)
5、其中dat_i，dat_q为中频数字信号数据序列正交iq的不同分量；
6、步骤s2：在[0,2π]范围内均匀
7、步骤s3：将余弦值数组carr_i[i]与正弦值数组carr_q[i]线性组合,得到新数组carr[i]
8、carr[i]＝carr_i[i]*coe+carr_q[i]
9、式中，coe为常量系数，取值大于2^(n1+n2)；
10、步骤s4：计算采样数字信号数据序列dat(k)的载波相位phs及phs-π/2在carr中对应相位的位置ind1与ind2
11、ind1＝mod(round(phs/2/π*m),m)
12、ind2＝mod(round((phs-π/2)/2/π*m),m)
13、mod(x,y)为取余计算，计算x除以y后的余数；round(*)表示数据取整，四舍五入；
14、步骤s5:对步骤s1中获取的中频数字信号数据序列dat[k]，根据步骤s4中获取的相位的位置完成复数下变频计算，得到载波剥离后的的下变频基带数据dat1[k]
15、dat1[k]＝dat_i[k]*carr[ind1]+dat_q[k]*carr[ind2]
16、步骤s6:将步骤s5中的下变频基带数据dat1[k]恢复成正交iq成复信号数据,表示为如下形式：
17、dat1[k]＝dat1_i[k]+j*dat1_q[k]。
18、根据本专利技术第一方面的方法，在所述步骤s6中，虚数部分与实数部分的获取方式具体包括：
19、步骤s61：:提取虚数部分dat1_q[k]，如下
20、dat1_q[k]＝mod(dat1[k],coe/2)
21、当dat1_q[k]>coe/2时，dat1_q[k]＝dat1_q[k]-coe
22、步骤s62：提取实数部分datl_i[k]，如下
23、dat1_i[k]＝(dat1[k]-dat1_q[k])/coe。
24、本专利技术第二方面公开了一种导航信号复数下变频计算系统，所述系统包括：
25、数据获取单元，用于获取n1比特的中频数字信号数据序列dat(k)，k＝0,1,2,…,其复数形式为
26、dat(k)＝dat_i(k)+j*dat_q(k)
27、其中dat_i，dat_q为中频数字信号数据序列正交iq的不同分量；n1为大于0的整数；
28、第一计算单元，用于在[0,2π]范围内均匀取m个点，计算余弦值和正弦值并进行n2比特量化，得到余弦值数组carr_i[i]与正弦值数组carr_q[i]，i＝0,1,2,…m-1；m为大于1的整数；n2为大于0的整数；
29、组合单元，用于将余弦值数组carr_i[i]与正弦值数组carr_q[i]线性组合,得到新数组carr[i]
30、carr[i]＝carr_i[i]*coe+carr_q[i]
31、式中，coe为常量系数，取值大于2^(n1+n2)；
32、第二计算单元，用于计算采样数字信号数据序列dat(k)的载波相位phs及phs-π/2在数组carr[i]中对应相位的位置ind1与ind2
33、ind1＝mod(round(phs/2/π*m),m)
34、ind2＝mod(round((phs-π/2)/2/π*m),m)
35、mod(x,y)为取余计算，计算x除以y后的余数；round(*)表示数据取整，四舍五入；
36、第三计算单元，用于所述数据获取单元获取的中频数字信号数据序列dat(k)，根据所述第二计算单元获取的相位的位置完成复数下变频计算，得到载波剥离后的的下变频基带数据dat1[k]
37、dat1[k]＝dat_i[k]*carr[ind1]+dat_q[k]*carr[ind2]
38、数据恢复单元，用于将所述第三计算单元计算得到的所述下变频基带数据dat1[k]恢复成正交iq成复信号数据,表示为如下形式
39、dat1[k]＝dat1_i[k]+j*dat1_q[k]。
40、根据本专利技术第二方面的系统，所述数据恢复单元的虚数部分与实数部分的获取方式具体包括：
41、虚数获取子单元，用于提取虚数部分dat1_q[k]，如下：
42、dat1_q[k]＝mod(dat1[k],coe/2)
43、当dat1_q[k]>coe/2时，dat1_q[k]＝dat1_q[k]-coe；
44、实数获取子单元，用于提取实数部分datl_i[k]，如下：
45、dat1_i[k]＝(dat1[k]-dat1_q[k])/coe。
46、本专利技术第三方面公开了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求第一方面的方法中的步骤。
47、本专利技术第四方面公开了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可读存储指令，所述指令用于实现第一方面所述方法中的步骤。
48、综上，本专利技术提出的方案具备如下技术效果：本申请通过分析导航信号数字序列本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种导航信号复数下变频计算方法，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的导航信号复数下变频计算方法，其特征在于，在所述步骤S6中，虚数部分与实数部分的获取方式具体包括：
3.一种导航信号复数下变频计算系统，其特征在于：所述系统包括：
4.根据权利要求1所述的导航信号复数下变频计算系统，其特征在于，所述数据恢复单元用于获取虚数部分与实数部分，具体包括：
5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至2中任一项所述的导航信号复数下变频计算方法中的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可读存储指令，其特征在于，所述指令用于实现权利要求1至2中任一项所述的导航信号复数下变频计算方法中的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种导航信号复数下变频计算方法，其特征在于：所述计算方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的导航信号复数下变频计算方法，其特征在于，在所述步骤s6中，虚数部分与实数部分的获取方式具体包括：
3.一种导航信号复数下变频计算系统，其特征在于：所述系统包括：
4.根据权利要求1所述的导航信号复数下变频计算系统，其特征在于，所述数据恢复单元用于获取虚数...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柏渝，王鹏，肖志斌，冯晓超，郑宇，余意，程乾，桂刚铁，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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