一种民码捕获方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种民码捕获方法及装置，包括对基带信号进行抽取，得到待处理的基带数据，并按子段存储；以本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行部分匹配滤波(PMF)，得到累加结果，完成码相位搜索；缓存PMF处理后的结果，并对其分别进行快速傅里叶变换（FFT），进行频谱分析，完成频率搜索；对FFT处理的输出结果分别并行取模后按点累加，得到M点非相干累加结果，查找捕获的结果。其中，捕获结果可以包括但不限于最大相关值、次大相关值、频率、相位和段数等。本发明专利技术采用PMF与FFT结合的方式，提高了民码捕获的灵敏度，实现了在一块FPGA芯片中完成对民码的快速捕获，并且能与接收机通道一起绑定，在满足高灵敏度的情况下，显著加快了捕获速度，从而满足了实际应用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种民码捕获方法及装置
本专利技术涉及卫星导航技术，尤指一种民码捕获方法及装置。
技术介绍
用于车载等环境的卫星导航接收机对动态要求不高，但是，对灵敏度要求比一般接收机的灵敏度要求高。快捕引擎作为接收机正常工作的第一步，提高捕获灵敏度并且加快捕获速度成为当务之急。北斗卫星导航系统采用QPSK调制，采用一般的长相干积分的捕获方法，由于高速率数据翻转的影响，降低了捕获成功率，不能满足实际应用的要求；另外，一般的民码捕获方法中，采用匹配滤波器的方式或循环相关的捕获模式，捕获速度太慢，不能满足快速捕获的要求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种民码捕获方法及装置，能够实现高灵敏度的民码快速捕获。为了达到本专利技术目的，本专利技术提供了一种民码捕获方法，包括：对基带信号进行抽取，得到待处理的基带数据，并按子段存储；以本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；缓存PM处理F后的滤波结果，并对其分别进行FFT频谱分析，完成频率搜索；对FFT处理的输出结果分别并行取模后按点累加，得到M点非相干累加结果，查找捕获的结果。所述对基带信号进行抽取包括：以4倍码速率或2倍码速率对基带信号进行抽取；得到I-Q两路基带数据；以预设时长采样为一段，分别将N段本地伪码存储在N块存储器中，每段伪码分成X个地址存储，以同样的方式存储N段或(N+1)段所述滤波、降采样后的基带数据；其中N为大于1的自然数。当进行静止轨道卫星信号的捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：将所述得到的I-Q两路基带数据从存储器中读出，按顺序方向依次滑动2个采样点，以实现伪码相位搜索；所述移出的2个采样点最后必须重新储存在整段的末尾。还包括完成所述子段内相位搜索，实现码相位搜索。数据移位过程同时移动N个2毫秒段内的每一个地址，顺序移动2个采样点，并且将移出的2个采样点存储在第(N+1)段的最后一个地址的最低2个采样点的位置，其他数据按2点采样往前移动；之后，采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。当进行GPS、GLONASS卫星信号捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：移动伪码；当进行圆轨道和倾斜同步轨道卫星信号的捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：移动伪码，并将巴克码调制在本地伪码上，且本地伪码必须从码周期起始时刻采样，且在移动一个周期码相位后需要滑动一个巴克码片；之后，采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。所述捕获的结果包括：最大、次大相关值、频率、相位和所述非相干累加的段数。本专利技术还公开一种民码捕获装置，至少包括第一抽取滤波模块、第二抽取滤波模块、PMF组、FFT处理模块、非相干累加模块，以及分析比较模块；其中，第一抽取滤波模块，用于对I路基带信号进行滤波、降采样，存储待处理的I路基带数据；第二抽取滤波模块，用于对Q路基带信号进行滤波、降采样，存储待处理的Q路基带数据；其中，采样开始时刻必须与本地伪码周期的起始或结束时刻对齐；PMF组，用于将N段本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；FFT处理模块，其由若干个并行的FFT变换器组成，用于缓存来自PMF组的滤波结果，并对其进行FFT频谱分析，完成频率搜索；非相干累加模块，用于对FFT处理模块中并行的各FFT变换器的输出的处理结果分别并行取模，再一起按点累加，得到M点非相干累加结果，将结果输出给分析比较模块；分析比较模块，用于从得到的M点非相干累加结果中查找捕获的结果。还包括寄存器，用于在捕获结束时，存储所述捕获的结果。所述第一抽取滤波模块或第二抽取滤波模块，具有用于，以4倍码速率或2倍码速率进行采样，以2毫秒采样为一子段，分别将N段本地伪码存储在存储模块的N块存储器中，每段伪码分成X个地址存储，以同样的方式存储N段或(N+1)段基带数据。其中，N为大于1的自然数。所述第一抽取滤波模块和第二抽取滤波模块均采用20阶滤波器；所述第一抽取滤波模块和第二抽取滤波模块均采用FIR滤波器的方式。当进行静止轨道（GEO）卫星信号的捕获时，所述PMF组具体用于，将所述得到的I-Q两路基带数据从存储器中读出，按顺序方向依次滑动2个采样点，以实现伪码相位搜索；所述移出的2个采样点最后必须重新储存在整段的末尾；以及，完成所述子段内相位搜索，实现码相位搜索，数据移位过程同时移动N个2毫秒段内的每一个地址，顺序移动2个采样点，并且将移出的2个采样点存储在第(N+1)段的最后一个地址的最低2个采样点的位置，其他数据按2点采样往前移动；采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。当进行GPS、GLONASS卫星信号捕获时，所述PMF组具体用于，移动伪码；当进行圆轨道和倾斜同步轨道卫星信号的捕获时，所述PMF组具体用于，移动伪码，并将巴克码调制在本地伪码上，且本地伪码必须从码周期起始时刻采样，且在移动一个周期码相位后需要滑动一个巴克码片；采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。所述PMF组采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果，将滤波结果输出给所述FFT处理模块。所述PMF组分为I-Q两组，每组均有N个PMF，同时对N段2毫秒数据进行1/2或1个码片相位的处理；这里，每段处理包含1个PMF，每个滤波器的系数采用相同的伪码，用2路选择方式实现系数相乘，1个PMF采用一段数据；所述PMF组采用5级加法树实现累加功能，前面4级加法树用4输入并行加法器实现，完成对一个地址的采样点数据的滤波累加，最后一级累加器通过时序逻辑控制，连续累加，最后从滤波结果中累加得到62个累加结果，作为频谱分析的输入数据。所述非相干累加模块的段数预先设置。与现有技术相比，本专利技术包括对基带信号进行抽取，得到待处理的基带数据，并按子段存储；对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；缓存PMF后的滤波结果，并对其分别进行FFT频谱分析，完成频率搜索；对FFT处理的输出结果分别并行取模，再一起按点累加，得到M点非相干累加结果，查找捕获的结果。其中，捕获结果可以包括但不限于最大、次大相关值、频率、相位和段数等。本专利技术采用2毫秒相干积分与多次非相干积分的结合，很好地提高了民码捕获的灵敏度；同时，本专利技术采用PMF与FFT结合的方式，实现了在一块FPGA芯片中实现对民码的快速捕获，并且能与接收机通道一起绑定，在满足高灵敏度的情况下，显著加快了捕获速度，从而满足了实际信号的要求。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术民码捕获装置的组成结构示意图；图2为本专利技术民码捕获方法的流程图。具体实施方式为使本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种民码捕获方法，其特征在于，包括：对基带信号进行抽取，得到待处理的基带数据，并按子段存储；以本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；缓存PMF处理后的滤波结果，并对其分别进行FFT频谱分析，完成频率搜索；对FFT处理的输出结果分别并行取模后按点累加，得到M点非相干累加结果，查找捕获的结果。

【技术特征摘要】
1.一种民码捕获方法，其特征在于，包括：对基带信号进行抽取，得到待处理的基带数据，并按子段存储；以本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；缓存PMF处理后的滤波结果，并对其分别进行FFT频谱分析，完成频率搜索；对FFT处理的输出结果分别并行取模后按点累加，得到M点非相干累加结果，查找捕获的结果；其中，所述对基带信号进行抽取包括：以4倍码速率或2倍码速率对基带信号进行抽取；得到I-Q两路基带数据；以预设时长采样为一段，分别将N段本地伪码存储在N块存储器中，每段伪码分成X个地址存储，以同样的方式存储N段或N+1段滤波、降采样后的基带数据；其中N为大于1的自然数；当进行静止轨道GEO卫星信号的捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：将得到的所述I-Q两路基带数据从存储器中读出，按顺序方向依次滑动2个采样点，以实现伪码相位搜索；移出的所述2个采样点最后必须重新储存在整段的末尾；或者，当进行全球定位系统GPS、格洛纳斯GLONASS卫星信号捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：移动伪码；当进行圆轨道和倾斜同步轨道卫星信号的捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理包括：移动伪码，并将巴克码调制在本地伪码上，且本地伪码必须从码周期起始时刻采样，且在移动一个周期码相位后需要滑动一个巴克码片；之后，采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。2.根据权利要求1所述的民码捕获方法，其特征在于，当进行静止轨道GEO卫星信号的捕获时，所述对各个子段分别进行PMF处理还包括：完成所述子段内相位搜索，实现码相位搜索，数据移位过程同时移动N个2毫秒段内的每一个地址，顺序移动2个采样点，并且将移出的2个采样点存储在第N+1段的最后一个地址的最低2个采样点的位置，其他数据按2点采样往前移动；之后，采用伪码作为乘法器系数，经过两路选择，通过多级加法树累加数据，最后得到M点滤波结果。3.根据权利要求1所述的民码捕获方法，其特征在于，所述捕获的结果包括：最大、次大相关值、频率、相位和所述非相干累加的段数。4.一种民码捕获装置，其特征在于，至少包括第一抽取滤波模块、第二抽取滤波模块、PMF组、FFT处理模块、非相干累加模块，以及分析比较模块；其中，第一抽取滤波模块，用于对I路基带信号进行滤波、降采样，存储待处理的I路基带数据；第二抽取滤波模块，用于对Q路基带信号进行滤波、降采样，存储待处理的Q路基带数据；其中，采样开始时刻必须与本地伪码周期的起始或结束时刻对齐；PMF组，用于将N段本地伪码作为抽头系数，对各个子段分别进行PMF处理，得到累加结果，完成码相位搜索；FFT处理模块，其由若干个并行的FFT变换器组成，用于缓存来自PMF组的滤波结果，并对其进行FFT频谱分析，完成频率搜索；非相干累加模块，用于对FFT处理模块中并行的各FFT变换器的输出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京北斗星通导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11