本发明专利技术提供了一种伪卫星系统捕获装置和方法。该装置包括：互相连接的射频前端处理单元、信号捕获单元和信号处理单元；射频前端处理单元利用天线接收伪卫星信号，通过滤波放大和混频操作将接收的伪卫星信号转为中频信号，信号捕获单元将中频信号与本地载波发生器输出的两路载波信号进行处理，将得到的信号处理结果和本地伪码发生器输出的本地伪码信号共同进入相关器进行运算，输出伪卫星信号的捕获结果；信号处理单元将每一颗伪卫星信号对应的捕获结果的尖峰值记录下来，根据最大尖峰值判定伪卫星是否捕获成功。本发明专利技术可用于利用伪卫星信号进行辅助定位或直接利用伪卫星信号进行导航定位的场景下，减少捕获时间并提高捕获的可靠性。的可靠性。的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种伪卫星系统捕获装置和方法
[0001]本专利技术涉及卫星导航
，尤其涉及一种伪卫星系统捕获装置和方法。
技术介绍
[0002]全球卫星导航系统，是由多个卫星星座、区域系统和增强系统构成。它能够为持有适当的设备的用户提供24小时的坐标信息、速度信息以及时间信息。但是由于受到遮挡、干扰等影响，接收机的定位精度会有所降低，甚至在某些极端情况下接收机接收到的伪卫星信号数量小于4，无法进行有效定位。因此，在特定区域架设伪卫星信号可以弥补卫星导航信号的不足。
[0003]伪卫星信号类似于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)信号，当接收机接收到该信号后，首先需要将其通过射频前端由射频向中频进行转换。之后需要进行一系列信号处理过程，如载波剥离、伪码剥离、比特同步和子帧同步等等，完成这些处理后才可以实现导航电文的解调。在此过程中，首先需要进行的环节是信号捕获。信号捕获的目的是为了获得接收信号的载波频率和码相位延时的估计值，为跟踪环路提供良好的初始值。
[0004]在一个伪卫星组网中，至多有十颗伪卫星，也就是十个基站。对于不同的基站，其发出的伪卫星的信号强度并不是相同的，并且某一个确定的基站只会在它所属的时间间隙0.1ms内发送数据，而在其余0.9ms保持静默。从基站发出的信号方面来看，该信号会在某一0.1ms内包含信息而其余0.9ms为0，但是从接收机接收信号方面来看，接收到的信号并不是只有一个基站发出的信号，而是所有基站发出的信号总和，这也就意味着接收到的信号在全部时隙内都包含信息。因此，在进行信号捕获时，会出现信号强度高的伪卫星信号对信号强度低的伪卫星信号的捕获产生干扰的现象，严重情况下可能导致本应该能捕获成功的伪卫星无法实现信号捕获，造成错误的捕获结果。
技术实现思路
[0005]本专利技术装置利用伪卫星信号特殊的时隙结构，提高对多颗伪卫星进行捕获的效率，消除强信号对捕获结果的影响。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种伪卫星系统捕获装置，包括：互相连接的射频前端处理单元、信号捕获单元和信号处理单元；
[0008]所述射频前端处理单元，用于利用天线接收伪卫星信号，通过滤波放大和混频操作将接收的伪卫星信号转为中频信号，将中频信号输入到信号捕获单元；
[0009]所述的信号捕获单元，用于将中频信号与本地载波发生器输出的两路载波信号进行处理，将得到的信号处理结果和本地伪码发生器输出的本地伪码信号共同进入相关器进行运算，输出伪卫星信号的捕获结果；
[0010]所述的信号处理单元，用于将每一颗伪卫星信号对应的捕获结果的尖峰值记录下
来，将所有的尖峰值进行比较，获取伪卫星中信号强度最高的最大尖峰值，判断最大尖峰值是否大于设定门限值，如果是，则判定伪卫星捕获成功；否则，判定伪卫星捕获失败。
[0011]优选地，所述的射频前端处理单元包括天线、滤波放大单元和混频单元；
[0012]所述的天线，用于接收伪卫星信号，将接收到的伪卫星信号传输给滤波放大单元；
[0013]所述的滤波放大单元，用于对天线传输过来的伪卫星信号进行滤波放大，将滤波放大后的信号传输给混频单元；
[0014]所述的混频单元；用于对滤波放大单元传输过来的信号进行混频处理，得到中频信号，将中频信号输入到信号捕获单元。
[0015]优选地，所述的信号捕获单元包括本地伪码发生器、本地载波发生器和相关器；
[0016]所述的本地载波发生器，用于产生I、Q两路信号，将输入的中频信号与I、Q两路信号相乘，得到I、Q两路的输入信号，将I、Q两路的输入信号通过低通滤波器后再重新合并成基带的复信号s(t)，对复信号s(t)做IFFT；
[0017]所述的本地伪码发生器，用于输出伪码信号c(t)，对伪码信号c(t)做IFFT并取共轭；
[0018]所述的相关器，用于将复信号s(t)IFFT后的结果与本地伪码信号c(t)IFFT并取共轭后的结果相乘，并将乘积做IFFT反变换，记录IFFT反变换后的结果；
[0019]所述的信号捕获单元，用于对当前频率井完成信号捕获后，重新设置本地载波发生器频率到下一个频率井，并重新进行信号捕获，直至对于某一伪卫星信号完成所有频率井的信号捕获，比较所有频率井的捕获结果，得到该信号的最大捕获结果尖峰值，对其余伪卫星重复上述操作，找出其捕获结果的最大值。
[0020]优选地，所述的信号处理单元，还用于比较不同伪卫星信号捕获结果的最大值，获取所有比较的伪卫星信号捕获结果的最大值中信号强度最高的尖峰值信号，并对该尖峰值进行门限判断，如果尖峰值大于设定的门限值，则判定该伪卫星捕获成功，则找出该伪卫星的尖峰值对应的伪码相位，将伪码相位所对应的0.1ms的数据置为0，尖峰对应的位置与伪码相位对应，尖峰对应的载波频率即为伪卫星信号所在的载频，剩下的待捕获的伪卫星信号重复上述处理过程，直至所有的伪卫星信号完成信号捕获；
[0021]如果尖峰值不大于设定的门限值，则判定伪卫星捕获失败，则判定包含该信号在内的所有待捕获的伪卫星信号均为捕获不成功，完成对所有的伪卫星信号的信号捕获。
[0022]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种伪卫星系统捕获方法，应用于所述的伪卫星系统捕获装置，所述方法包括：
[0023]B1.对所有待捕获的伪卫星信号进行基于FFT的信号捕获，将每一颗伪卫星信号对应的捕获结果的尖峰值记录下来；
[0024]B2.将所有的尖峰值进行比较，获取伪卫星中信号强度最高的最大尖峰值，该最大尖峰值为在所有比较的伪卫星中信号强度最高的信号；
[0025]B3.判断最大尖峰值是否大于设定门限值，如果是，则判定伪卫星捕获成功；否则，判定伪卫星捕获失败。
[0026]优选地，所述方法还包括：
[0027]如果伪卫星捕获成功，则找出该伪卫星的尖峰值对应的伪码相位，将伪码相位所对应的0.1ms的数据置为0，尖峰对应的位置与伪码相位对应，尖峰对应的载波频率即为伪
卫星信号所在的载频，剩下的待捕获的伪卫星信号重复上述处理过程，直至所有的伪卫星信号完成信号捕获；
[0028]如果伪卫星捕获失败，则判定包含该信号在内的所有待捕获的伪卫星信号均为捕获不成功，完成对所有的伪卫星信号的信号捕获。
[0029]由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例装置可用于利用伪卫星信号进行辅助定位或直接利用伪卫星信号进行导航定位的场景下，减少捕获时间并提高捕获的可靠性。
[0030]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种伪卫星系统捕获装置，其特征在于，包括：互相连接的射频前端处理单元、信号捕获单元和信号处理单元；所述射频前端处理单元，用于利用天线接收伪卫星信号，通过滤波放大和混频操作将接收的伪卫星信号转为中频信号，将中频信号输入到信号捕获单元；所述的信号捕获单元，用于将中频信号与本地载波发生器输出的两路载波信号进行处理，将得到的信号处理结果和本地伪码发生器输出的本地伪码信号共同进入相关器进行运算，输出伪卫星信号的捕获结果；所述的信号处理单元，用于将每一颗伪卫星信号对应的捕获结果的尖峰值记录下来，将所有的尖峰值进行比较，获取伪卫星中信号强度最高的最大尖峰值，判断最大尖峰值是否大于设定门限值，如果是，则判定伪卫星捕获成功；否则，判定伪卫星捕获失败。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的射频前端处理单元包括天线、滤波放大单元和混频单元；所述的天线，用于接收伪卫星信号，将接收到的伪卫星信号传输给滤波放大单元；所述的滤波放大单元，用于对天线传输过来的伪卫星信号进行滤波放大，将滤波放大后的信号传输给混频单元；所述的混频单元；用于对滤波放大单元传输过来的信号进行混频处理，得到中频信号，将中频信号输入到信号捕获单元。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号捕获单元包括本地伪码发生器、本地载波发生器和相关器；所述的本地载波发生器，用于产生I、Q两路信号，将输入的中频信号与I、Q两路信号相乘，得到I、Q两路的输入信号，将I、Q两路的输入信号通过低通滤波器后再重新合并成基带的复信号s(t)，对复信号s(t)做IFFT；所述的本地伪码发生器，用于输出伪码信号c(t)，对伪码信号c(t)做IFFT并取共轭；所述的相关器，用于将复信号s(t)IFFT后的结果与本地伪码信号c(t)IFFT并取共轭后的结果相乘，并将乘积做IFFT反变换，记录IFFT反变换后的结果；所述的信号捕获单元，用于对当前频率井完成信号捕获后，重新设置本地载波发生器频率到下一个频率井，并重新...
【专利技术属性】
技术研发人员：巴晓辉，张文涛，姜维，蔡伯根，王剑，上官伟，刘江，陆德彪，柴琳果，梁坤，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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