恭喜东南大学程向红获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114114335B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111225504.X,技术领域涉及:G01S19/24;该发明授权一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法是由程向红;徐文杰设计研发完成,并于2022-01-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法,属于卫星导航领域基带处理部分。该方法读取伪码周期整数倍且不超过导航电文比特跳变周期的中频信号数据,下变频后按伪码周期长度进行二维重排完成数据分块使信号数据呈现为二维矩阵,利用降采样理论取合适的降采样因子对每个数据横块进行混叠,通过竖块FFT运算实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比,通过横块FFT运算细化多普勒频移粒度搜索并得到特定的伪码相位筐,逆混叠特定筐并搜索可能伪码相位的最大相关值,得到确切的伪码相位与多普勒频移,使其在精度不变的情况下减少捕获阶段占用的时间与功耗,能更好满足接收机的性能要求。
本发明授权一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法在权利要求书中公布了:1.一种弱信号GNSS接收机快速捕获方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:1读取伪码周期整数倍且不超过导航电文比特跳变周期的待处理中频信号数据;2将步骤1读取数据和本地载波发生器输出信号混频,通过低通滤波器得到基带复信号;3根据伪码周期对步骤2得到的基带复信号进行数据分块,分成二维矩阵形式;4设置降采样因子对步骤3得到的二维矩阵的每个数据横块进行混叠;5对步骤3得到的二维矩阵的每个数据竖块做FFT变换实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比;6对本地伪码发生器输出的伪码信号取与步骤4中相同的降采样因子混叠后与多普勒频移信号混合做FFT变换并取共轭;7将步骤4混叠后的每个数据横块做FFT变换后与步骤6的结果相乘、做IFFT变换并取模;8对步骤7的结果进行门限判决,对超过门限值尖峰的伪码相位筐进行逆混叠运算,得到p个伪码相位值,分别对这p个伪码相位值与复信号在搜索到的多普勒频移下进行相关运算,最大相关值对应的伪码相位点即为确切捕获的伪码相位;若没有超过门限值的尖峰出现,则重设步骤6的多普勒频移信号至下一个搜索频点,重复步骤6、7;步骤3中,数据分块后的二维矩阵为L个横块与N个竖块,每个横块有N个数据表示一个伪码周期内的采样数据,每个竖块有L个数据,数据之间的采样间隔是一个伪码周期,对第i个竖块,不考虑噪声项,各点数学表达式s·为: 式中,Ck为k号卫星的伪随机噪声码,是个周期函数;Dk为k号卫星的导航电文,读取数据长度不超过比特跳变周期时为常数;fk为k号卫星的载波频率,受多普勒频移影响,每颗卫星的载波频率均不同;Ts为采样周期;为初始载波相位,j为虚数单位;步骤4中,对每个数据横块进行混叠后,对第i个竖块,其数学表达式变为: 式中,降采样因子取整数;B=Np,是混叠后的数据筐个数;a为数据选择因子,a=0,1,…,p-1;竖块的采样频率为fp,即伪码频率,其值为伪码周期倒数,如果把载波频率分成fp的整数倍和余数部分,即fk=Ffp+Δfk3其中F为一整数,0Δfkfp,则第i个竖块的采样点表达为: 步骤5中,对第i个竖块,做FFT变换得到的结果为: 式中,用Yi,m替换第i个竖块的数据,ωm为细化的角频率,ωm=2πmfpL,m=0,1,…,L-1,Δω为Δfk对应的角频率,Δω=2πΔfk,此时第m个横块的数据则为: 在第m个横块数据的采样时刻内,Am是一个与采样时刻无关的公共项,其模表示为: 当Δω=ωm时,式7取到最大值L,使数据进行累加可将信噪比增大10lgL分贝。
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