具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

相关技术中，检测判决技术主要有如下三种：

1.将最大非相干积分幅值与门限值做比较。具体来讲，若非相干积分幅值的最大值小于捕获门限，则检测判决器判定信号尚未被搜索到，于是接收机按照既定的搜索步长调节载波数控振荡器和C/A码数控振荡器，继续在下一个搜索单元进行信号搜索与检测；否则，只要非相干积分幅值的最大值不小于捕获门限，检测判决器就判定信号被搜索到。

此检测判决方法的检测性能极大地依赖于门限的设置，一旦门限过低或过高，就会出现较大的虚警概率或漏检概率，从而导致检测判决的准确性较低。另外，此方法也无法检测到由弱变强的卫星，不适用于信号强度在变化中的卫星信号的检测判决。

2.将最大非相干积分幅值和非相干积分幅值的次大值之比与门限值做比较。具体来讲，首先找出非相干积分幅值的最大值、以及除去最大值所在的码相位及其左右各半个码相位之后的非相干积分幅值的次大值。检测判决器把非相干积分幅值的最大值与次大值的比值与预先设定的门限作比较，若其比值小于门限值，则检测判决器判定信号尚未被搜索到，于是接收机按照既定的搜索步长调节载波数控振荡器和C/A码数控振荡器，继续在下一个搜索单元进行信号搜索与检测；否则，若其比值不小于门限值，则检测判决器判定信号被搜索到，接收机接下来一般是进一步确认信号捕获的成功。

此检测判决方法中比值的门限值比较难以确定，也会因此存在较高的漏检率或虚警概率，从而导致检测判决的准确性较低。

3.双门限方法。

具体来讲，首先设定一高一低两个门限值，假设分别是门限1和门限2，并找出非相干积分幅值的三个峰值，给出每个峰值对应的码相位、多普勒频移以及幅值与噪底的比值，并送入检测判决器。如果最大峰值的幅值不小于门限1，则搜索提前结束，直接将对应的卫星转换到跟踪阶段。如果最大峰值的幅值小于门限2，则搜索结束，判定此次捕获未检出卫星信号。如果最大峰值的幅值小于门限1但不小于门限2，则启动一致性检查；一致性检查就是对三个峰值在码相位和多普勒频移上做检查，两者必须一致才认为正确捕获到了卫星，然后进入跟踪；否则决定这次搜索失败。其中，码相位一致性的定义是：捕获和验证阶段得到的峰值的码相位相差足够小，大概在两个码片范围内；多普勒频移一致性是指捕获和验证阶段得到的峰值的多普勒频移必须相差足够小。

此检测判决方法在确定三个峰值时，无法保证三个峰值的合理性，即三个峰值理论上应该是在同一频点上，且码相位间隔不应超过一个码片。因此，会存在较高的虚警概率。

由上可知，相关技术中捕获检测判决的准确性都不高，尤其是信号强度变化中的卫星信号的捕获检测判决准确性更低。针对该技术问题，本申请提出如下技术方案，可提高捕获检测判决的准确度，进而提高捕获验证的准确度，还可适应信号强度在变化中的卫星信号。

下面对本申请技术方案的实现方式进行详细说明。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种卫星信号的捕获方法，可以包括：

步骤201，使用一种预先设定的捕获模式对搜索单元进行搜索，并根据预先设定的捕获门限以及开除门限对所述搜索单元的非相干积分幅值进行检测判决；

步骤202，判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时，使用另一种预先设定的捕获模式继续对所述搜索单元进行搜索，并根据预先设定的捕获门限以及开除门限对所述搜索单元的非相干积分幅值进行检测判决；

对所述搜索单元重复执行步骤201与步骤202的所述搜索与所述检测判决，直到判决为捕获到卫星或在所述搜索单元上未检出卫星信号；其中，所述捕获模式之间积分时间和/或积分次数不同。

本实施例中，通过将两个门限(即捕获门限和开除门限)与两种捕获模式相结合实现卫星信号的捕获，不仅提高了捕获检测判决的准确度，进而提升捕获验证的准确度，而且可适应信号强度在变化中的卫星信号，避免漏检或虚警。

本实施例中，捕获门限V_H是指能够判定为当前捕获成功的幅值下限，即至少应达到此门限才能判定此轮捕获成功；开除门限V_L是指能够判定为当前捕获失败的幅值上限，即只要小于此门限就能够判定在当前搜索单元上的此轮捕获失败。

本实施例中，待检测量可以是对当前搜索单元进行搜索之后结束积分时得到的信号的幅值或能量值，该能量值可以表示为信号的幅值的平方。一种实现方式中，该检测值可以为对当前搜索单元进行搜索之后结束积分时得到的非相干积分的最大幅值的峰值。

本实施例的一种实现方式中，上述扫描模式可以包括：快速扫描模式、高灵敏度模式；其中，所述快速扫描模式的积分时间和/或积分次数少于所述高灵敏度模式。具体的实现方式中，可以先使用快速扫描模式进行搜索，在判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时再使用高灵敏度模式对当前搜索单元进行搜索，在判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时再重新使用快速扫描模式对当前搜索单元进行搜索，如此反复执行，直到判决为在当前搜索单元中捕获到卫星信号或在当前搜索单元中未检出到卫星信号或搜索次数达到某个预先设定的值(比如，通过计数器控制该搜索次数，在搜索次数达到计数器的最大值时停止当前搜索单元的搜索；此方式可避免无限循环)。这样，通过快速扫描和高精度扫描两种模式的结合，不仅能够提高搜索效率，而且能够提高捕获检测判决的准确度，尤其适用于信号强度在变化中的卫星信号的捕获。

本实施例的一种实现方式中，可以先根据所述捕获门限对所述搜索单元的待检测量进行检测判决，再根据判决的结果、以及所述开除门限对所述搜索单元的待检测量进行检测判决。这样，先通过捕获门限确定当前搜索单元能捕获的卫星信号，再针对可能捕获的卫星信号做进一步的检测判决，能够提高捕获检测判决的处理效率。

本实施例的一种实现方式中，可以将所述搜索单元非相干积分的待检测量分别与所述捕获门限、开除门限比较；如果所述待检测量不小于所述捕获门限，判决为在当前搜索单元捕获到卫星信号；如果所述待检测量小于所述开除门限，判决为在当前搜索单元未检出到卫星信号；如果所述待检测量小于所述捕获门限但不小于所述开除门限，判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号。具体来讲，可以先将所述搜索单元非相干积分的待检测量与所述捕获门限比较；在所述待检测量小于所述捕获门限时，再将所述待检测量与所述开除门限比较，以便提高检测判决的处理效率。当然，本申请还可通过其他方式实现，比如，可以同时将搜索单元非相干积分的待检测量分别与捕获门限、开除门限进行比较，也可以先与开除门限比较，再基于此比较的结果与捕获门限比较。对于具体处理过程的实现方式，本文不予限制。

本实施例的一种示例性处理方式中，划分成两种捕获模式，第一种模式为快速扫描(FS，Fast-Scan)模式，即在捕获时使用较短的积分时间或较少的积分次数，以完成对卫星信号的快速扫描；第二种模式为高灵敏度(HS，High-Sensitivity)模式，即在捕获时使用长积分时间或较多的积分次数，以完成对卫星信号的高精度扫描，提高捕获灵敏度。另外，设定一高一低两个门限值，假设分别是捕获门限和开除门限。设置两个判决器：判决器1和判决器2，分别对应一个捕获门限V_H(高门限)和一个开除门限V_L。

如图3所示，为上述示例性处理方式的具体流程，可以包括：

步骤301，在卫星导航接收机进行某颗卫星信号的捕获时，首先使用FS模式进行快速搜索，在对于某一搜索单元的待检测量进行检测判决时，先进入判决器1。

步骤302，判决器1通过比较搜索单元的待检测量与捕获门限V_H进行判决，如果判决器1的判定结果为成功，则继续步骤303；如果判决器1的判定结果为失败，则进入判决器2，跳转到步骤304；

步骤303，在判决器1的判定结果为成功时，判决为在当前搜索单元上捕获到卫星信号，搜索结束，直接将对应的卫星转换到跟踪阶段。

步骤304，进入判决器2后，判决器2通过比较搜索单元的待检测量与开除门限V_L进行判决，如果判决器2的判定结果为失败，则继续步骤305；如果判决器2的判定结果为成功，说明在当前搜索单元中很有可能捕获到卫星信号，则进入HS模式，跳转到步骤306；

步骤305，在判决器2的判定结果为失败时，判定此次捕获在当前搜索单元未检出卫星信号；

步骤306，在HS模式下继续进行当前搜索单元的搜索，也就是对当前的搜索单元进行一次精细化搜索，以进一步确认当前卫星信号是否存在。

当上述进入HS模式后，对当前搜索单元进行高灵敏度的搜索，具体说来是对当前搜索单元追加更长的相干积分时间和更多的非相干积分次数。积分完毕后，在对于某一搜索单元的待检测量进行检测判决时，依然先进入判决器1。

步骤307，判决器1通过比较搜索单元的待检测量与捕获门限V_H进行判决，如果判决器1的判定结果为成功，则返回步骤303，判决为在当前搜索单元上捕获到卫星，搜索提前结束，直接将对应的卫星转换到跟踪阶段。如果判决器1的判定结果为失败，则进入判决器2，跳转到步骤308。

步骤308，进入判决器2后，判决器2通过比较搜索单元的待检测量与开除门限V_L进行判决，如果判决器2的判定结果为失败，则返回步骤305，判定此次捕获在当前搜索单元上未检出卫星信号。如果判决器2的判定结果为成功，说明在当前搜索单元中很有可能捕获到卫星信号，则再次进入FS模式，即返回步骤301，继续对当前的搜索单元进行一次快速搜索。

随着时间的变化，卫星信号的强度也会发生变化，鉴于此，在上述流程中通过切换捕获模式反复对当前搜索单元进行搜索，直到判决为捕获到卫星或者判定此次捕获未检出卫星信号时，结束对当前搜索单元的搜索；此外，还可以在当前搜索单元的搜索次数达到某个预先设定的值时结束当前搜索单元的搜索，可避免无限循环。比如，通过计数器控制一个搜索单元的搜索次数，在一个搜索单元的搜索次数达到该计数器的最大值时则停止该搜索单元的搜索。

下面结合实例详细说明本实施例的具体实现过程。

实例

如图4所示，本实例中卫星信号捕获的示例性流程可以包括：

步骤401，在卫星导航接收机进行某颗卫星信号的捕获时，首先使用FS模式进行快速搜索。

步骤402，在对于某一搜索单元的非相干积分幅值进行检测判决时，先比较最大峰值的幅值V与门限V_H的关系。如果最大峰值的幅值V不小于门限V_H，则继续步骤403，如果最大峰值的幅值V小于门限V_H，则进入步骤404；

步骤403，判决为在当前搜索单元上捕获到卫星，搜索提前结束，直接将对应的卫星转换到跟踪阶段。

步骤404，进一步比较最大峰值的幅值V与门限V_L的关系，如果最大峰值的幅值V小于门限V_L，则继续步骤405，如果最大峰值的幅值V不小于门限V_L，则说明在当前搜索单元中很有可能捕获到卫星信号，进入步骤406；

步骤405，判定此次捕获在当前搜索单元上未检出卫星信号，搜索结束。

步骤407，进入HS模式，也就是对当前的搜索单元进行一次精细化搜索，以进一步确认当前卫星信号是否存在。

本步骤中，当进入HS模式后，对当前搜索单元进行高灵敏度的搜索，具体说来是对当前搜索单元追加更长的相干积分时间和更多的非相干积分次数，积分完毕后进入步骤408；

步骤408，对某一搜索单元的非相干积分幅值进行检测判决，先比较最大峰值的幅值V与门限V_H的关系。如果最大峰值的幅值V不小于门限V_H，则返回步骤403；如果最大峰值的幅值V小于门限V_H，则进入步骤409；

步骤409，进一步比较最大峰值的幅值V与门限V_L的关系。如果最大峰值的幅值V小于V_L，则判定此次捕获在当前搜索单元上未检出卫星信号。如果最大峰值的幅值V不小于门限V_L，则说明在当前搜索单元中很有可能捕获到卫星信号，则再次进入FS模式，即返回步骤401，继续对当前的搜索单元进行一次快速搜索。

因为随着时间的变化，卫星信号的强度也会发生变化，因此，本实例中的流程中反复对当前搜索单元进行搜索，直到判决为捕获到卫星或者判定此次捕获未检出卫星信号时，结束对当前搜索单元的搜索。

实际应用中，本实施例的上述方法可应用于卫星导航接收机，具体来说可通过基带数字信号处理模块来实现。

实施例二

如图5所示，本申请还提供一种卫星信号的捕获装置，包括：搜索处理单元51和检测判决单元52；其中，

搜索处理单元51，可用于使用一种预先设定的捕获模式对搜索单元进行搜索；以及，用于在接收到所述检测判决单元的通知之后，使用另一种预先设定的捕获模式继续对所述搜索单元进行搜索；

检测判决单元52，可用于根据预先设定的捕获门限以及开除门限，对所述搜索单元的待检测量进行检测判决；在判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时，通知所述搜索处理单元51；在判决为捕获到卫星或在所述搜索单元上未检出到卫星信号时，通知所述搜索处理单元结束所述搜索单元的搜索。

其中，所述捕获模式之间积分时间和/或积分次数不同。

本实施例的一种实现方式中，上述扫描模式可以包括：快速扫描模式、高灵敏度模式；其中，所述快速扫描模式的积分时间和/或积分次数少于所述高灵敏度模式。一种具体的实现方式中，搜索处理单元51，可用于先使用快速扫描模式进行搜索，在检测判决单元52判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时再使用高灵敏度模式对当前搜索单元进行搜索，在检测判决单元52判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号时再重新使用快速扫描模式对当前搜索单元进行搜索，如此反复执行，直到检测判决单元52判决为在当前搜索单元中捕获到卫星信号或在当前搜索单元中未检出到卫星信号。这样，通过快速扫描和高精度扫描两种模式的结合，不仅能够提高搜索效率，而且能够提高捕获检测判决的准确度，尤其适用于信号强度在变化中的卫星信号的捕获。

本实施例的一种实现方式中，所述检测判决单元52可以包括：第一判决器521，用于根据所述捕获门限对所述搜索单元的待检测量进行检测判决；第二判决器522，用于根据所述第一判决器的判决结果、以及所述开除门限对所述搜索单元的待检测量进行检测判决。也就是说，这两个判决器分别对应一个捕获门限(高门限)和一个开除门限(低门限)。这里，待检测量可以是对当前搜索单元进行搜索之后结束积分时得到的信号的幅值或能量值，该能量值可以表示为信号的幅值的平方。一种实现方式中，该检测值可以为对当前搜索单元进行搜索之后结束积分时得到的非相干积分的最大幅值的峰值。相应的，这里的判决器可以是幅值比较器、能量值比较器等。

具体来讲，所述第一判决器521，具体可以用于将所述搜索单元非相干积分的待检测量与所述捕获门限比较；如果所述待检测量不小于所述捕获门限，判决为在当前搜索单元捕获到卫星信号；如果所述待检测量小于所述捕获门限，将所述待检测量送入所述第二判决器；所述第二判决器522，具体可以用于将所述搜索单元非相干积分的待检测量与所述开除门限比较，在所述待检测量小于所述开除门限时判决为在当前搜索单元未检出到卫星信号，在所述待检测量不小于所述开除门限时判决为所述搜索单元中可能捕获到卫星信号，通知所述搜索处理单元。

实际应用中，本实施例卫星信号的捕获装置可通过导航接收机实现，或设置于导航接收机中。一种实现方式中，该捕获装置可通过导航接收机的基带数字信号处理模块来实现。其中，搜索处理单元51、检测判决单元52分别可以是软件、硬件或两者的结合。一种实现方式中，搜索处理单元51可包括图1中的混频器1、混频器2、相关器1、相关器2、C/A码发生器、载波数控振荡器，检测判决单元52可以包括图1中的检测判决器。

本实施例的其他技术细节可参照实施例一。

实施例三

本申请还提供一种导航接收机，该导航接收机包括上述卫星信号的捕获装置。具体技术细节可参照实施例一和实施例二。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。