一種改進(jìn)的“北斗”衛(wèi)星信號(hào)捕獲方法

覃新賢,b，齊月敏

(廣西大學(xué) a.計(jì)算機(jī)與電子信息學(xué)院;b.廣西多媒體通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004)

1 引 言

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)能夠提供實(shí)時(shí)全天候的高精度三維位置、 速度及精密的時(shí)間信息，已經(jīng)成為國(guó)防和民用生活中不可或缺的重要工具[1-2]。我國(guó)自主研發(fā)的“北斗”定位導(dǎo)航系統(tǒng)(Beidou Navigation Satellite Systems,BDS)歷經(jīng)“北斗”一代、“北斗”二代，新一代的“北斗三號(hào)”衛(wèi)星按計(jì)劃從2017年7月開(kāi)始發(fā)射，并將于2020年前后完成35顆“北斗”衛(wèi)星的組網(wǎng)工作[3]。

“北斗”衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)作為后發(fā)系統(tǒng)，相比GPS(Global Positioning System)具有很多技術(shù)創(chuàng)新，包括三頻信號(hào)、短報(bào)文通信服務(wù)、進(jìn)行二次編碼等?！氨倍贰毙l(wèi)星定位系統(tǒng)在中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO)/傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO)均需進(jìn)行二次編碼，即在導(dǎo)航電文上調(diào)制一個(gè)速率為1 kbit/s的Neumann- Hoffman(NH)碼[4]。NH碼(0，0，0，0，0，1，0，0，1，1，0，1，0，1，0，0，1，1，1，0)周期為20 ms，碼長(zhǎng)寬度為1 ms[5]。二次編碼具有改善擴(kuò)頻碼的相關(guān)性、改善抗窄帶干擾能力等的優(yōu)點(diǎn)[6]，但同時(shí)也給信號(hào)捕獲帶來(lái)了困難，常規(guī)的捕獲方法效果不佳。

“北斗”衛(wèi)星信號(hào)調(diào)制的NH碼使得信號(hào)的累積時(shí)間長(zhǎng)度超過(guò)1 ms就有可能發(fā)生跳變。基于傳統(tǒng)的相干累積、非相干累積算法，改進(jìn)后的半比特交替法[7]、差分相干[8]、最優(yōu)路徑選擇等算法[9]不再適用于BDS衛(wèi)星信號(hào)捕獲。如何減少NH碼跳變對(duì)BDS衛(wèi)星捕獲靈敏度的影響，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究解決的一個(gè)重要課題。文獻(xiàn)[10]通過(guò)剝離NH碼的方式減小NH碼跳變的影響，但使用的非相干累積算法在衛(wèi)星信號(hào)極弱的環(huán)境下效果不理想。文獻(xiàn)[11]提出的一種將信號(hào)分段折疊的方法減少了捕獲的運(yùn)算量，提高了捕獲的速度，但是其引入的背景噪聲不利于低信噪比環(huán)境下信號(hào)的捕獲?！?br>