一种实现捕获处理的方法及装置

文档序号:681247 发布日期:2021-04-30 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 一种实现捕获处理的方法及装置 (Method and device for realizing capture processing ) 是由 宋挥师 于 2020-12-22 设计创作,主要内容包括:一种实现捕获处理方法及装置,包括:对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;比较获得最大的幅度值,判断出最大的幅度值大于预设门限值时,将最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;根据预设数值个用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;其中,预设数值为大于1的整数。本发明实施例降低了虚警发生的概率,提升了导航系统的性能。(A method and a device for realizing capture processing comprise the following steps: for each carrier frequency search value, searching all code bands on a code phase dimension respectively to obtain amplitude values of correlation integral results of all search units corresponding to each carrier frequency search value; comparing and obtaining the maximum amplitude value, and taking the carrier frequency search value corresponding to the maximum amplitude value as a carrier frequency search value for capturing when the maximum amplitude value is judged to be larger than a preset threshold value; determining whether the satellite capturing is successful according to amplitude values of correlation integral results of all search units corresponding to carrier frequency search values which are used for capturing and preset values; wherein the preset value is an integer greater than 1. The embodiment of the invention reduces the probability of false alarm and improves the performance of the navigation system.)

一种实现捕获处理的方法及装置

技术领域

本文涉及但不限于卫星导航技术,尤指一种实现捕获处理的方法及装置。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)在人们的日常生活中发挥着越来越不可替代的重要作用,尤其在导航、勘探、监测、测量、通信授时等领域得到越来越多的应用。随着近年民用应用的快速发展,在日常生活中全球卫星导航系统已经逐渐深入,从手机、个人电脑、汽车、民用飞机到导弹、战机都离不开卫星导航技术。全球各大国都在努力发展卫星导航技术,目前存在多个卫星导航系统,各国之间既独立竞相发展卫星导航技术又相互兼容系统,形成繁荣的GNSS系统。全球卫星导航系统主要包括美国的GPS系统、中国的北斗(BD)系统、俄罗斯的全球导航卫星定位系统(GLONASS、以及欧洲的伽利略(Galileo)系统;其中,在中国和亚太地区,GPS和北斗应用较为广泛;在俄罗斯,以GPS和GLONASS应用较多。上述四个主要的卫星导航系统中,GPS、BD和伽利略采用码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)信号制式,GLONASS系统采用频分多址(FDMA,Frequency Division Multiple Access)信号制式。

导航接收机主要包括:捕获、采集跟踪、同步解调、及位置、速度和时间(PVT)解算等几个部分。其中,捕获的成功与否决定了后续处理过程是否开启;从信号处理流程来看,需要先利用捕获引擎(AE,Acquisition Engine)捕获到卫星导航信号,然后通过采集跟踪、同步解调及PVT解算等;因此,捕获至关重要。捕获主要可能发生漏警(MD,MissedDetection)和虚警(FA,False Alarm)两种失败的情况;其中,漏警,就是捕获时未检测到存在的卫星信号;虚警,就是捕获时检测到了不存在的卫星信号。理论上,捕获既要避免发生漏警,也要避免发生虚警;与漏警相比,虚警的负面影响更大,因为一旦发生虚警,就要经过长时间的跟踪和接收机自主正直性监测等处理,才能把虚检的卫星剔除;不仅占用接收机资源,还可能影响接收机的定位性能。而漏警时,只要尚存未知的卫星,捕获就会一直运行下去;也就是说,如果本轮捕获漏掉了一颗卫星,下一轮捕获经过调整捕获参数(如捕获时长等)可能就可以捕获成功。因此,在捕获导航卫星时,应尽量消除虚警现象的发生。

捕获一颗卫星发射的导航信号,需要在时间(码相位)和载波频率(载波多普勒)两个维度上搜索(包括进行相关操作和积分操作)卫星发射的导航信号,以获得粗略的码相位结果和载波多普勒值。其中,接收机对载波频率纬度上的搜索步长又称为频带宽度,每一个频带对应着一个载波频率搜索值;对码相位纬度上的搜索步长又称为码带宽度,每一个码带对应着一个码相位搜索值。每一个码带与每一个频带的交点称为一个搜索单元,接收机在一个搜索单元上搜索时,所复制的载波频率与码相位值对应于该搜索单元的中心点位置。若接收机成功捕获了信号,则它对该导航信号的载波频率的估计误差不大于半个频带宽度,对码相位的估计误差同样也不大于半个码带宽度。频带宽度一般为几百赫兹,码带宽度经常为半个码片。图1为相关技术捕获处理的方法流程图,如图1所示,包括:

步骤101、接收机在时间和频率两个纬度上执行搜索(相关和积分)操作,获得相关积分结果的最大幅度值;这里,接收机在每一个搜索单元上都会获得一个积分结果,该积分结果可能是一个复数值,也可能是一个实数值,对该积分结果进行取模操作,取模的结果就是该搜索单元对应的相关积分结果的幅度值;对该二维平面包含的所有搜索单元进行相关积分结果的幅值计算和比较后,可以获得相关积分结果的最大幅度值;在获得相关结果最大幅度值的同时可以获得对应的搜索单元参数。需要说明的是,在相关技术中,也有一些处理方法记录了多个相关积分结果的次大幅度值,但相关技术以进行捕获验证。另外,相关技术中采用的相关积分结果的幅度值也指信号幅度与噪声幅度的比率,即类似于信噪比的物理量,本文同样采用此概念,不做赘述。

步骤102、判断获得的最大幅度值是否大于预先设定的门限值;

最大幅度值小于预先设定的门限值时,执行步骤103;最大幅度值大于预先设定的门限值时,执行步骤104;

步骤103、确定卫星信号捕获失败,进行下一轮搜索;

步骤104、确定卫星信号捕获成功,记录最大幅度值对应的搜索单元参数;即码相位和载波多普勒,然后搜索其它未知卫星。

从上述捕获过程可以发现,判断卫星捕获成功的关键是最大幅度值和门限值;当最大幅度值收到多径效应、噪声等干扰时,获得的最大幅度值往往出现较大偏差,导致捕获判断发生错误,发生虚警。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供一种实现捕获处理的方法及装置,能够降低虚警发生的概率,提升导航系统的性能。

本发明实施例提供了一种实现捕获处理的方法,包括:

对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

比较获得最大的幅度值,判断出所述最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

根据预设数值个所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,所述预设数值为大于1的整数。

可选的,所述确定卫星捕获是否成功包括:

将所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,按照数值由大到小进行排序;

确定排序在前的预设数值个幅度值;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间不存在其他搜索单元时,卫星捕获成功;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间存在其他搜索单元时,卫星捕获失败。

可选的,所述预设数值为奇数。

可选的,所述预设数值为3。

可选的,所述确定卫星捕获是否成功之后,所述方法还包括:

确定卫星捕获成功时,输出获得的所述最大的幅度值所对应的搜索单元的搜索参数;

确定卫星搜捕失败时,进行下一轮搜索;

其中,所述搜索参数包括以下部分或全部:码相位和载波多普勒。

另一方面,本发明实施例还提供一种实现捕获处理的装置,包括:搜索单元、判断处理单元和确定单元;其中,

所述搜索单元用于:对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

所述判断处理单元用于:比较获得最大的幅度值,判断出所述最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

所述确定单元用于:根据预设数值个所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,所述预设数值为大于1的整数。

可选的,所述确定单元具体用于:

将所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,按照数值由大到小进行排序;

确定排序在前的预设数值个幅度值;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间不存在其他搜索单元时,卫星捕获成功;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间存在其他搜索单元时,卫星捕获失败。

可选的,所述预设数值为3。

可选的,所述装置还包括输出单元,用于:确定卫星捕获成功时,输出获得的所述最大的幅度值所对应的搜索单元的搜索参数;

所述搜索单元还用于:所述确定单元确定卫星搜捕失败时,进行下一轮搜索;

其中,所述搜索参数包括以下部分或全部:码相位和载波多普勒。

再一方面,本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行权利要求1~5中任一项所述的方法。

还一方面,本发明实施例还提供一种终端,包括:存储器和处理器;其中,

处理器被配置为执行存储器中的程序指令;

程序指令在处理器读取执行以下操作:

对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

比较获得最大的幅度值,判断出所述最大的幅度值大于预设门限值时,将最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

根据预设数值个所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,所述预设数值为大于1的整数。

与相关技术相比,本申请技术方案包括:对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;比较获得最大的幅度值,判断出最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;根据预设数值个用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;其中,所述预设数值为大于1的整数。本发明实施例通过多个幅度值进行卫星捕获是否成功的判断,降低了虚警发生的概率,提升了导航系统的性能。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为相关技术捕获处理的方法流程图;

图2为本发明实施例实现捕获处理的方法的流程图;

图3为本发明实施例实现捕获处理的装置的结构框图;

图4为本发明应用示例捕获处理的方法流程图。

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。

图2为本发明实施例实现捕获处理的方法的流程图,如图2所示,包括:

步骤201、对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

步骤202、比较获得最大的幅度值,判断出最大的幅度值大于预设门限值时,将最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

步骤203、根据预设数值个用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,预设数值为大于1的整数。

可选的,本发明实施例预设数值为奇数。

需要说明的是,本发明实施例预设数值为奇数,即除去最大的幅度值外,本发明实施例用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值中,取值排序在第二和第三的幅度值对应的搜索单元,理论上在最大的幅度值对应的搜索单元的两侧,为对称结构。本发明实施例根据载波频率搜索值可以确定多径和噪声是否严重,当多径和噪声严重,对幅度值造成较大干扰时,为了避免虚警发生,预设数值相应增大。

可选的,本发明实施例预设数值为3。

可选的,本发明实施例确定卫星捕获是否成功包括:

将所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,按照数值由大到小进行排序;

确定排序在前的预设数值个幅度值;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间不存在其他搜索单元时,卫星捕获成功;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间存在其他搜索单元时,卫星捕获失败。

可选的,确定卫星捕获是否成功之后,本发明实施例方法还包括:

确定卫星捕获成功时,输出获得的所述最大的幅度值所对应的搜索单元的搜索参数;

确定卫星搜捕失败时,进行下一轮搜索;

其中,所述搜索参数包括以下部分或全部:码相位和载波多普勒。

与相关技术相比,本申请技术方案包括:对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;比较获得最大的幅度值,判断出最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;根据预设数值个用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;其中,所述预设数值为大于1的整数。本发明实施例通过多个幅度值进行卫星捕获是否成功的判断,降低了虚警发生的概率,提升了导航系统的性能。

图3为本发明实施例实现捕获处理的装置的结构框图,如图3所示,包括:搜索单元、判断处理单元和确定单元;其中,

搜索单元用于:对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

判断处理单元用于:比较获得最大的幅度值,判断出所述最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

确定单元用于:根据预设数值个所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,所述预设数值为大于1的整数。

可选的,本发明实施例确定单元具体用于:

将所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,按照数值由大到小进行排序;

确定排序在前的预设数值个幅度值;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间不存在其他搜索单元时,卫星捕获成功;

确定的所述预设数值个幅度值所对应的搜索单元之间存在其他搜索单元时,卫星捕获失败。

可选的,本发明实施例预设数值为3。

可选的,本发明实施例装置还包括输出单元,用于:确定卫星捕获成功时,输出获得的所述最大的幅度值所对应的搜索单元的搜索参数;

所述搜索单元还用于:所述确定单元确定卫星搜捕失败时,进行下一轮搜索;

其中,所述搜索参数包括以下部分或全部:码相位和载波多普勒。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行上述捕获处理的方法。

本发明实施例还提供一种终端,包括:存储器和处理器;其中,

处理器被配置为执行存储器中的程序指令;

程序指令在处理器读取执行以下操作:

对每一个载波频率搜索值,分别在码相位维度上搜索所有码带,获得各载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值;

比较获得最大的幅度值,判断出所述最大的幅度值大于预设门限值时,将所述最大的幅度值对应的载波频率搜索值作为用于捕获的载波频率搜索值;

根据预设数值个所述用于捕获的载波频率搜索值对应的所有搜索单元的相关积分结果的幅度值,确定卫星捕获是否成功;

其中,所述预设数值为大于1的整数。

以下通过应用示例对本发明实施例方法进行说明,应用示例仅用于陈述本发明实施例,并不用于限定本发明的保护范围。

图4为本发明应用示例捕获处理的方法流程图,如图4所示,包括:

步骤401、设置一个载波频率搜索值;

步骤402、对设置的载波频率搜索值,在码相位维度上,搜索所有码带,获得该码相位维度上所有搜索单元对应的相关积分结果的幅度值,记录根据当前载波频率搜索值获得的前三个最大的幅度值及对应的搜索单元的搜索参数;

步骤403、判断当前记录的三个幅度值中最大的幅度值是否大于在前记录的三个幅度值中最大的幅度值;

当前记录的三个幅度值中最大的幅度值大于在前记录的三个幅度值中最大的幅度值时,执行步骤404;当前记录的三个幅度值中最大的幅度值小于在前记录的三个幅度值中最大的幅度值时,执行步骤405;

需要说明的是,如果当前记录的三个幅度值为第一组幅度值,则直接进行返回步骤401、设置在后一个载波频率搜索值;

步骤404、删除在前记录的三个幅度值及对应的搜索单元的搜索参数,仅保留当前记录的三个幅度值及对应的搜索单元的搜索参数;

步骤405、保留在前记录的三个幅度值及对应的搜索单元的搜索参数,删除当前记录的三个幅度值及对应的搜索单元的搜索参数;

步骤404和步骤405之后,执行步骤406;

步骤406、确定是否完成所有载波频率搜索值的搜索;

完成所有载波频率搜索值的搜索时,执行步骤407;未完成所有载波频率搜索值的搜索时,返回步骤401、设置在后一个载波频率搜索值;

保存当前记录的三个幅度值及对应的搜索单元的搜索参数;

步骤407、判断保存的三个幅度值中的最大值是否大于预设的门限值;

保存的三个幅度值中的最大值大于预设的门限值时,执行步骤408;保存的三个幅度值中的最大值小于或等于预设的门限值时,执行步骤409;

这里,门限值可以与相关技术中设置的门限值相同;

步骤408、判断保存的三个幅度值所对应的搜索单元是否相邻;这里,搜索单元相邻包括:三个搜索单元之间没有其他搜索单元;

保存的三个幅度值所对应的搜索单元相邻时,执行步骤4010;保存的三个幅度值所对应的搜索单元存在不相邻的情况时,确定卫星捕获失败,执行步骤409;

步骤409、执行下一轮卫星搜索;

步骤4010、确定卫星捕获成功时,输出获得的最大的幅度值所对应的搜索单元的搜索参数;

其中,搜索参数包括以下部分或全部:码相位和载波多普勒。

本应用示例,要求特定的二维捕获搜索顺序,即先进行码相位维度上的搜索,再进行载波频率维度上的搜索。这是因为,本应用示例方案需要记录每个载波频率搜索值对应的前三个最大的幅度值,也就是说,这三个最大的幅度值对应同一个载波频率搜索值,只是对应的码相位不同。经过在载波频率维度上的搜索结果(最大的幅度值)比较,最终选定某一个载波频率搜索值对应的三个幅度值;其中,最大的幅度值是整个二维搜索平面中的最大幅度值,但选定的三个幅度值对应的三个搜索单元对应同一个载波频率搜索值。

在判决是否捕获成功时,不仅要判决最终保存的三个幅值中的最大值是否要大于预设的门限值,还要同时判决这三个幅值对应的三个搜索单元是否相邻。只有同时满足了这两个条件,才能判定为捕获成功;否则,捕获失败。本发明实施例可以有效降低虚警的概率。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的每个模块/单元可以采用硬件的形式实现,例如通过集成电路来实现其相应功能,也可以采用软件功能模块的形式实现,例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

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。

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