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一种低运算量GNSS接收机快速捕获方法

中国惯性技术学报 2022年第2期30卷 168-173页

作者：程向红徐文杰微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室南京210096 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

为了减少捕获阶段占用的时间与功耗,提出了一种低运算量的快速捕获方法。首先选取伪码周期整数倍数据进行二维重排,利用降采样理论对每个数据横块混叠;其次通过竖块FFT运算实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比,使用横块FFT运算细化多普... 详细信息

为了减少捕获阶段占用的时间与功耗,提出了一种低运算量的快速捕获方法。首先选取伪码周期整数倍数据进行二维重排,利用降采样理论对每个数据横块混叠;其次通过竖块FFT运算实现频率补偿以增强叠加信号的信噪比,使用横块FFT运算细化多普勒频移分辨率并得到特定的伪码相位筐,搜索特定筐内伪码相位的最大相关值。最后得到确切的伪码相位与多普勒频移。实际数据仿真结果表明,降采样因子与数据块个数取2时,所提方法运算效率是基于FFT捕获方法的4.1倍,基于SFT捕获方法的1.7倍,运算效率随降采样因子与数据块个数增大显著提升,能更好满足接收机的性能要求。

关键词：快速捕获二维重排降采样频率补偿

基于分段FFT的GPS L1/L2C信号快速捕获算法

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中国惯性技术学报 2013年第5期21卷 640-645页

作者：曾庆喜唐琳琳王庆陈小惠南京航空航天大学车辆工程系南京210016 东南大学仪器科学与工程学院南京210096 南京邮电大学自动化学院南京210046

软件接收机要实现对L1/L2C双频GPS信号的跟踪,必须捕获到L1信号中的C/A码和L2C信号中的CM或CL码。但由于L2C信号的长度较长,采用直接捕获的方法计算量大、占用存储空间大,无法在软件接收机上实现。针对以上问题,提出一种适合于软件接收... 详细信息

软件接收机要实现对L1/L2C双频GPS信号的跟踪,必须捕获到L1信号中的C/A码和L2C信号中的CM或CL码。但由于L2C信号的长度较长,采用直接捕获的方法计算量大、占用存储空间大,无法在软件接收机上实现。针对以上问题,提出一种适合于软件接收机实现的基于分段FFT的GPS L1辅助L2C信号快速精确捕获算法。本算法通过捕获到的L1信号辅助L2C信号实现载波多普勒频移搜索,同时利用分段FFT技术进行L2C码相位并行搜索,最终对实现L2C信号的捕获。计算和仿真实验结果表明,该捕获算法的计算量减少了约200倍,并且大大节省了存储空间,实现了软件接收机中L1/L2C双频信号的快速精确捕获。

关键词： GPS 软件接收机快速捕获 L1辅助L2C 分段FFT

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罗兰-C信号快速捕获方法及其性能分析

电子与信息学报 2013年第9期35卷 2175-2179页

作者：李实锋王玉林华宇袁江斌中国科学院国家授时中心西安710600 中国科学院大学北京100039 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室西安710600

罗兰-C系统与全球导航定位系统(GNSS)相结合已成为新的应用模式,为用户提供可靠的定位、导航和授时服务。针对传统罗兰-C接收机信号捕获时间长、抗噪性能差等缺点,该文提出一种基于延迟相关技术的罗兰-C信号抗噪快速捕获方法,并从理论... 详细信息

罗兰-C系统与全球导航定位系统(GNSS)相结合已成为新的应用模式,为用户提供可靠的定位、导航和授时服务。针对传统罗兰-C接收机信号捕获时间长、抗噪性能差等缺点,该文提出一种基于延迟相关技术的罗兰-C信号抗噪快速捕获方法,并从理论分析和仿真实验两个方面验证了该方法的有效性,解决了强噪声背景下罗兰-C信号的快速捕获问题。结果表明:罗兰-C延迟相关捕获方法的捕获时间优于200 ms,抗噪性能优于-10 dB。

关键词：信号处理罗兰-C 延迟相关快速捕获抗噪性能分析

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一种TH-PPM UWB快速捕获方案

系统工程与电子技术 2007年第3期29卷 357-360页

作者：周先军胡修林张蕴玉常春湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 华中科技大学电子与信息工程系湖北武汉430074

针对脉冲位置调制(PPM)超宽带(UWB)的室内多径传播以及用户数据跳时(TH)多址接入特性,提出了基于预约协议的TH-PPM UWB快速捕获方案。该方案按照某种协议,预置有关参数,依次进行初始捕获和跳时捕获,把复杂的捕获问题分解成两个相对单一... 详细信息

针对脉冲位置调制(PPM)超宽带(UWB)的室内多径传播以及用户数据跳时(TH)多址接入特性,提出了基于预约协议的TH-PPM UWB快速捕获方案。该方案按照某种协议,预置有关参数,依次进行初始捕获和跳时捕获,把复杂的捕获问题分解成两个相对单一的简单捕获,从而有效降低捕获难度。初始捕获获得传输时延参数,跳时捕获捕捉到目标用户,经分别证实后进入收发数据的传输,性能分析显示了该方案的有效性。

关键词：通信系统超宽带快速捕获

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改进的GNSS信号快速捕获检测算法

哈尔滨工程大学学报 2017年第10期38卷 1609-1615页

作者：张超逸曾丹丹李金海孙金海阎跃鹏中国科学院微电子研究所北京100029

为了满足卫星导航接收机在高动态应用场景中对卫星信号快速捕获的需求,本文针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号的捕获检测问题提出了一种改进的检测算法。该算法结合了N中取M检测算法和唐检测算法的优... 详细信息

为了满足卫星导航接收机在高动态应用场景中对卫星信号快速捕获的需求,本文针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号的捕获检测问题提出了一种改进的检测算法。该算法结合了N中取M检测算法和唐检测算法的优点,考虑信号存在和不存在时的两种情况,通过设置多级门限检测机制,加快了信号存在时的检测确认速度和信号不存在时的剔除速度。实际数据测试表明,改进算法在检测概率没有任何损失的情况下,捕获检测速度相对于N中取M算法提高3倍,相对于唐检测算法提高1/3。

关键词：卫星导航接收机高动态快速捕获全球导航卫星系统 N中取M检测算法唐检测算法多门限检测捕获检测速度

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低轨道卫星隐蔽通信快速捕获技术研究

北京理工大学学报 2012年第5期32卷 492-497页

作者：韩航程安建平尚海英北京理工大学信息与电子学院北京100081

针对低轨道卫星隐蔽通信系统特有的接收机低信噪比、超大多普勒频偏及快速捕获要求等特点,提出一种时间频率二维准全并行多符号累积捕获实现算法,并对算法中关键参数进行优化设计.载荷样机测试结果表明,该算法在符号速率为1ksample/s,... 详细信息

针对低轨道卫星隐蔽通信系统特有的接收机低信噪比、超大多普勒频偏及快速捕获要求等特点,提出一种时间频率二维准全并行多符号累积捕获实现算法,并对算法中关键参数进行优化设计.载荷样机测试结果表明,该算法在符号速率为1ksample/s,多普勒频偏为±50kHz,接收机信噪比Es/N0最小为3dB条件下,捕获时间优于100ms,漏检概率小于0.003,虚警概率小于3×10-6.

关键词：低轨道卫星隐蔽通信直接序列扩频系统超大多普勒频偏快速捕获

基于分段折叠算法的北斗C_(B2I)码快速捕获

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中国惯性技术学报 2015年第4期23卷 505-510页

作者：曾庆喜徐亮唐琳琳王庆南京航空航天大学车辆工程系南京210016 东南大学仪器科学与工程学院南京210096

以最新公布的北斗B2信号为研究对象,针对采样频率较高时,利用传统的并行码相位搜索捕获算法对北斗CB2I码进行捕获存在总运算量和单次FFT运算点数较大的问题,提出了一种基于分段折叠的基带信号快速捕获算法,即利用本地CB2I码前后两段折... 详细信息

以最新公布的北斗B2信号为研究对象,针对采样频率较高时,利用传统的并行码相位搜索捕获算法对北斗CB2I码进行捕获存在总运算量和单次FFT运算点数较大的问题,提出了一种基于分段折叠的基带信号快速捕获算法,即利用本地CB2I码前后两段折叠处理形成本地折叠CB2I码进行捕获运算。利用仿真的北斗B2信号源对本文提出的改进算法进行了验证,仿真结果表明,和传统的捕获算法相比,改进的快速捕获算法将捕获过程的总运算量以及单次FFT运算的点数降低了约一半,提高了北斗CB2I码的捕获速度。此外,可以根据信号强度的不同对捕获速度和捕获灵敏度进行权衡,保证北斗B2I信号捕获性能的最优。

关键词：北斗CB2I码分段折叠快速捕获运算量

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基于差分相关积分的北斗弱信号快速捕获方法

中国惯性技术学报 2016年第6期24卷 815-820页

作者：韩志凤刘建业李荣冰高关根南京航空航天大学导航研究中心南京210016 西安飞行自动控制研究所西安710065

为了提高北斗接收机弱信号捕获灵敏度,解决数据比特跳变和NH码相位变化限制相干积分时间延长的问题,提出了一种基于复数型差分相关积分的北斗弱信号捕获算法。首先,在分析了北斗信号特点的基础上,对常用弱信号捕获算法进行数学分析;然后... 详细信息

为了提高北斗接收机弱信号捕获灵敏度,解决数据比特跳变和NH码相位变化限制相干积分时间延长的问题,提出了一种基于复数型差分相关积分的北斗弱信号捕获算法。首先,在分析了北斗信号特点的基础上,对常用弱信号捕获算法进行数学分析;然后,设计了按照采样点进行延迟差分的复数型差分相关积分算法,采用正交采样方法获得复数型中频数据,利用FFT变换实现对码相位和载波频率的并行搜索;最后,利用软件接收机开展仿真验证,实现了5 ms、10 ms和20 ms的差分相关积分,积分后信噪比提升约7 d B、10 d B、13 d B。该算法极大地削弱了北斗信号比特跳变和NH码相位变化的影响,有效提高接收机弱信号捕获能力;采用基于FFT算法进行并行搜索,相比传统捕获算法极大地缩减了捕获时间,并适用于全部北斗信号和GPS信号,无需考虑GEO和非GEO导航电文的差异。

关键词：快速捕获 NH码北斗接收机高灵敏度弱信号

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基于稀疏傅里叶变换的快速捕获方法

北京航空航天大学学报 2018年第4期44卷 670-676页

作者：张春熹李先慕高爽北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083

卫星信号捕获是接收机内基带信号处理的关键步骤,捕获的速度严重影响接收机首次定位的时间(TTFF)。在基于快速傅里叶变换(FFT)的并行码相位捕获(PCPS)方法基础上,将具有亚线性运算量的稀疏傅里叶变换(SFT)引入捕获过程中,提出了基于SFT... 详细信息

卫星信号捕获是接收机内基带信号处理的关键步骤,捕获的速度严重影响接收机首次定位的时间(TTFF)。在基于快速傅里叶变换(FFT)的并行码相位捕获(PCPS)方法基础上,将具有亚线性运算量的稀疏傅里叶变换(SFT)引入捕获过程中,提出了基于SFT的快速捕获方法,通过优化捕获过程中相关运算的效率,提高捕获速度。仿真结果表明,与传统的基于FFT的捕获方法相比,基于SFT的快速捕获方法运算效率提高到原来的2倍,更好地满足了卫星信号对快速捕获的要求。

关键词：卫星信号快速捕获稀疏傅里叶变换(SFT) 混叠降采样