北斗信號處理方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及衛星定位及導航【技術領域】，公開了一種北斗信號處理方法和裝置，其中方法包括：獲取至少一個完整的導航電文比特內的NH碼，并對NH碼進行分組排列；分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。本發明中，通過對獲取的NH碼進行分組，分別對每一組NH碼對應的北斗信號都進行相干累加，如此能夠有效的提高獲得的增益。
【專利說明】北斗信號處理方法和裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及衛星定位及導航【技術領域】，特別涉及一種北斗信號處理方法和裝置。

【背景技術】
[0002]目前，世界上可以提供精確衛星定位及導航的通信系統主要有四種，分別為美國的全球定位系統(GPS, Global Posit1ning System)、俄羅斯的格洛納斯(GL0NASS)定位系統、歐洲的伽利略(GALILEO)定位系統和中國的北斗定位系統(BDS，BeiDou Navigat1nSatellite System)。
[0003]GPS的原理是GPS無線終端中的接收機對所收到的衛星信號進行解碼，獲取載波信號所攜帶的包含有衛星的星圖軌道信息和高精度的時間信息，通過公式:距離=時間X速度，再輔以四點定位的原理即可確定用戶的位置。在GPS中，每個衛星發送兩個擴頻的L頻帶載波信號，稱為LI和L2信號，該LI和L2信號均采用直接序列擴頻以及二相相移鍵控(BPSK,Binary Phase Shift Keying)調制方式。GPS信號中一個完整的導航電文比特為20毫秒長度，其中包含20個NH碼，每個NH碼長度為I毫秒，每個NH碼包含2046個擴頻碼，擴頻碼的碼率為2.046MHz ;每毫秒發送的NH碼是一樣的。
[0004]北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星。地面端包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及其他衛星導航系統兼容的終端組成。北斗信號采用正交相移鍵控(QPSK, Quadrature Phase Shift Keying)調制,根據速率和結構不同，北斗導航電文分為Dl導航電文和D2導航電文，Dl導航電文調制有速率為I kbps的二次編碼，內容包含基本導航信息，其中Dl導航電文上調制的二次編碼是Neumann-Hoffman (NH)碼。北斗信號中一個完整的導航電文比特為20毫秒長度，其中包含20個NH碼，每個NH碼長度為I毫秒，但每毫秒發的NH碼是不一樣。北斗信號捕獲時，采用相干累加，但由于相位翻轉的影響，不容易獲得增益。為此，采用非相干累加，除去相位信息，把相干的結果求平方，再將平方之后的結果進行累加，但如此會存在平方損耗，使得獲得的增益有限。
[0005]有鑒于此，亟需一種處理定位信號，尤其是北斗信號的改進技術以解決現有技術所存在的問題。


【發明內容】

[0006]本發明的目的在于提供一種北斗信號處理方法和裝置，使得在北斗信號捕獲時，能夠有效提高獲得的增益。
[0007]為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種北斗信號處理方法，包含以下步驟:
[0008]獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對N個NH碼進行分組排列；其中，所述N為大于I的整數；
[0009]分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；
[0010]對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果。
[0011]本發明的實施方式還提供了一種北斗信號處理裝置，包含:
[0012]分組模塊，用于獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對所述NH碼進行分組排列，其中，所述N為大于I的整數；
[0013]信號處理模塊，用于分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；
[0014]結果確定模塊，用于對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果。
[0015]本發明實施方式相對于現有技術而言，通過將至少一個完整的導航電文比特內的NH碼分為多組，分別對每一組NH碼對應的北斗信號都進行相干累加，然后對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果，能夠有效提高信號捕獲增益。
[0016]另外，在所述對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果的步驟中，比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。
[0017]另外，在所述對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果的步驟中，對各組相干累加的結果進行非相干累加，并將所述非相干累加的結果作為捕獲結果。
[0018]經過對每一組擴頻碼對應的北斗信號都進行相干累加，以及對相干累加和再作非相干累加，不僅可以因為周期內的相干累加時間減少有效的提高獲得的增益，還可以進一步提聞/[目噪比。
[0019]另外，在所述獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼的步驟中，所述獲取的至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼為:在同一個導航電文比特內的NH碼，或者，在兩個連續導航電文比特內的NH碼。
[0020]另外，在所述對所述擴頻碼進行分組排列的步驟中，將所述NH碼分為至少兩組，形成二維排列。
[0021]另夕卜，所述N為20;
[0022]所述NH碼進行分組排列的步驟中，將20個NH碼分成5組，每組4個NH碼；
[0023]或者，將20個NH碼分成4組，每組5個NH碼；
[0024]或者，將20個NH碼分成2組，每組10個NH碼；
[0025]或者，將20個NH碼分成10組，每組2個NH碼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發明的第一實施方式北斗信號處理方法的流程示意圖；
[0027]圖2是本發明一種對NH碼進行分組排列的示意圖；
[0028]圖3是本發明另一種對NH碼進行分組排列的示意圖；
[0029]圖4是本發明的第二實施方式北斗信號處理方法的流程示意圖；
[0030]圖5是本發明的第三實施方式北斗信號處理裝置的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0031]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0032]本發明的第一實施方式涉及一種北斗信號處理方法。具體流程如圖1所示。
[0033]步驟11，獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對N個NH碼進行分組排列；其中，N為大于I的整數；
[0034]比如說，北斗信號中一個完整的導航電文比特為20毫秒長度，其中包含20個NH碼，每個NH碼長度為I毫秒，N為20。
[0035]如圖2所示，獲取的至少一個完整的導航電文比特內的NH碼，可以為在同一個導航電文比特內的NH碼，也就是，可以獲取一個完整的導航電文比特內的連續20個擴頻碼。
[0036]如圖3所示，起始時刻不同，分組也會有所不同。獲取的至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，可以為在兩個連續導航電文比特內的NH碼。例如如果獲取NH碼的起始時刻是前一個導航電文比特內的第5毫秒，那么獲取一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，其中，5?20為前一導航電文比特內的NH碼，I?4號位后一導航電文比特內的NH碼。
[0037]因此可以看出，獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，可以在同一個導航電文比特內進行，也可以在不同的導航電文比特內進行。
[0038]對NH碼進行分組排列，具體可為將NH碼分為至少兩組，形成二維排列。如圖2和圖3所示，可以將20個NH碼分成4 X 5 二維排列，即將NH碼分為5組，每組包含4個NH碼。當然本領域技術人員可以理解，也可以有其他的排列方式，例如將20個NH碼分成10組，每組2個NH碼(即2 X 10 二維排列)，將20個NH碼分成4組，每組5個NH碼(即5 X 4 二維排列)，將20個NH碼分成2組，每組10個NH碼(即10 X 2 二維排列)等。
[0039]步驟12，分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；
[0040]分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加，例如圖2所示，分別對第一組1、6、11、16號北斗信號，第二組2、7、12、17號北斗信號，第三組3、8、13、18號北斗信號，第四組4、9、14、19號北斗信號,第五組5、10、15、20號NH碼對應的北斗信號進行相干累加；例如圖3所不，分別對第一組5、10、15、20號北斗信號,第二組6、11、16、I號北斗信號,第三組
7、12、17、2號北斗信號，第四組8、13、18、3號北斗信號，第五組9、14、19、4號順碼對應的北斗信號進行相干累加。
[0041]步驟13，比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。
[0042]在步驟中，對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果，本實施方式選取各組相干累加的結果的最大值作為捕獲結果，累加算法的原理是利用擴頻碼周期性重復的特點，通過對周期內的采樣點進行累加平均處理，達到提高信噪比的目的。由于受衛星信號頻率和接收復現頻率等方面影響，相干累加時間不易太長。
[0043]與現有技術相比，本實施方式將一個調制位寬時間的NH碼分為多組，分別對每一組NH碼對應的北斗信號都進行相干累加，如此周期內的相干累加時間減少，能夠有效提高信號捕獲增益。
[0044]本發明的第二實施方式涉及一種北斗信號處理方法。第二實施方式與第一實施方式大致相同，主要區別之處在于:在第一實施方式中，分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加，取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。而在本發明第二實施方式中，分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加后，對相干累加結果再作非相干累加，將非相干累加結果作為捕獲結果。
[0045]本實施方式中的北斗信號處理方法，具體流程如圖4所示。
[0046]步驟41，獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對NH碼進行分組排列；
[0047]本實施方式中獲取NH碼及對NH碼進行分組排列的方法和第一實施方式相同，在此不贅述。
[0048]步驟42，分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；
[0049]本實施方式中分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加的方法和第一實施方式相同，在此不贅述。
[0050]步驟43，對各組相干累加的結果進行非相干累加，并將非相干累加的結果作為捕獲結果。
[0051]非相干累加可以不受相位翻轉的影響，經過對相干累加和再作非相干累加，不僅可以因為周期內的相干累加時間減少有效的提高獲得的增益，還可以進一步提高信噪比。
[0052]上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關系，都在本專利的保護范圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護范圍內。
[0053]本發明第三實施方式涉及一種北斗信號處理裝置，如圖5所示，包含:
[0054]分組模塊51，用于獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH 5馬，并對NH碼進行分組排列，其中，N為大于I的整數；
[0055]并且，分組模塊獲取的至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼為:在同一個導航電文比特內的NH碼，或者，在兩個連續導航電文比特內的NH碼。
[0056]信號處理模塊52，用于分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加；
[0057]結果確定模塊53，用于對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果。本實施方式中具體選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。
[0058]不難發現，本實施方式為與第一實施方式相對應的裝置實施例，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第一實施方式中。
[0059]本發明的第四實施方式涉及一種北斗信號處理裝置。第四實施方式與第三實施方式大致相同，主要區別之處在于:在第三實施方式中，結果確定模塊比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。而在本發明第四實施方式中，結果確定模塊對各組相干累加的結果進行非相干累加，并將非相干累加的結果作為捕獲結果。
[0060]不難發現，本實施方式為與第二實施方式相對應的裝置實施例，本實施方式可與二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關技術細節在本實施方式中依然有效，為了減少重復，這里不再贅述。相應地，本實施方式中提到的相關技術細節也可應用在第二實施方式中。
[0061]值得一提的是，本實施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實際應用中，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實現。此外，為了突出本發明的創新部分，本實施方式中并沒有將與解決本發明所提出的技術問題關系不太密切的單元引入，但這并不表明本實施方式中不存在其它的單
J Li ο
[0062]本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種北斗信號處理方法，其特征在于，包含以下步驟: 獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對所述N個NH碼進行分組排列，其中，所述N為大于I的整數； 分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加； 對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果。
2.根據權利要求1所述的北斗信號處理方法，其特征在于，在所述對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果的步驟中，比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。
3.根據權利要求1所述的北斗信號處理方法，其特征在于，在所述對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果的步驟中，對各組相干累加的結果進行非相干累加，并將所述非相干累加的結果作為捕獲結果。
4.根據權利要求1所述的北斗信號處理方法，其特征在于，在所述獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼的步驟中，所述獲取的至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼為:在同一個導航電文比特內的NH 5馬，或者，在兩個連續導航電文比特內的NH碼。
5.根據權利要求1所述的北斗信號處理方法，其特征在于，在所述對所述NH碼進行分組排列的步驟中，將所述NH碼分為至少兩組，形成二維排列。
6.根據權利要求5所述的北斗信號處理方法，其特征在于，所述N為20; 所述NH碼進行分組排列的步驟中，將20個NH碼分成5組，每組4個NH碼； 或者，將20個NH碼分成4組，每組5個NH碼； 或者，將20個NH碼分成2組，每組10個NH碼； 或者，將20個NH碼分成10組，每組2個NH碼。
7.一種北斗信號處理裝置，其特征在于，包含: 分組模塊，用于獲取至少一個完整的導航電文比特內的N個NH碼，并對所述NH碼進行分組排列，其中，所述N為大于I的整數； 信號處理模塊，用于分別對每一組NH碼對應的北斗信號進行相干累加； 結果確定模塊，用于對各組相干累加的結果進行處理獲取捕獲結果。
8.根據權利要求7所述的北斗信號處理裝置，其特征在于，所述結果確定模塊比較各組相干累加的結果，選取各組中相干累加最大值作為捕獲結果。
9.根據權利要求7所述的北斗信號處理裝置，其特征在于，所述結果確定模塊對各組相干累加的結果進行非相干累加，并將所述非相干累加的結果作為捕獲結果。
10.根據權利要求7所述的北斗信號處理裝置，其特征在于，所述分組模塊獲取的至少一個完整的導航電文比特的N個NH碼為:在同一個導航電文比特內的NH碼，或者，在兩個連續導航電文比特內的NH碼。
【文檔編號】G01S19/30GK104133225SQ201410366697
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】吳駿, 李瑞寒, 文力, 王永平, 馮衛鋒, 宋志豪, 遲朋, 段桂平, 劉精軼, 孫楓葉, 劉寶, 舒志萍, 李義梅, 蔡之君 申請人:豪芯微電子科技（上海）有限公司