北斗卫星导航接收机中类相干积分算法

不同干扰对北斗B1I信号接收机影响刘瑞华;商鹏【摘要】目前,国内对于北斗卫星信号质量的评估多集中在空间段和地面段,然而对于干扰条件下,用户端的性能研究却不多见.为了对干扰有效划分,结合接收机基带信号处理过程,根据相关器积分时间与北斗B1I信号的频谱特性,将干扰分为4类,并导出相应的解析表达式,最后分析了连续波干扰下载波跟踪测量误差和码跟踪测量误差.北斗B1I信号的仿真结果与国外文献提供的GPS L1的仿真结果具有良好的一致性,验证了此方法的有效性.同时,对于不同干扰类型的研究有助于北斗接收机的抗干扰设计.%At present ,domestic evaluation of Beidou satellite signal quality mostly concentrates on the space segment and the groundsegment .However ,research concerning the performance of the user end under inter‐ference is rare .In order to classify the interference effectively ,combined w ith the receiver baseband signal pro‐cessing process ,the interference is categorized into four categories based on the correlation time of the correlator and the spectral characteristics of the Beidou B1I signal ,and the analy tical expressions are derived as well .Finally , the analysis is performed regarding carrier tracking measurement error and code tracking measurement error under continuous w ave interference .T he simulation results of the Beidou B1I signal are in good agreement w ith the simulation results of GPS L1 provided by foreign studies ,thus verifying the effectiveness of this method . T he research about different interference types can benefit the anti‐ja mming design of the Beidou receiver .【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2019(041)008【总页数】8页(P1705-1712)【关键词】干扰评估;载噪比;载波跟踪测量误差;码跟踪测量误差【作者】刘瑞华;商鹏【作者单位】中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300;中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TN970 引言由于北斗卫星信号及其微弱,卫星发射的导航信号到达接收机天线输出端的 I 支路最小电平为-163 dBW[1],北斗接收机极易受到各种干扰的影响。

高灵敏度GPS软件接收机捕获算法魏玲玲;范胜林;王顺亮;刘建业【摘要】针对传统方法难以实现室内环境下GPS信号的捕获以及传统弱信号捕获算法的一系列弊端,介绍了一种新的捕获算法.由于数据段通过“先累加后相关”的方式进行相干积分可以减少运算量,以此方法改进的半位捕获法进行数据段选择可以避免导航数据位翻转,并且改进后的差分相干积分能够减小非相干积分造成的“平方损失”和改善信噪比.融合上述优点,提出了一种新的算法,为高灵敏度GPS软件接收机的实现提供了保证.仿真结果表明,此算法极大的提高了接收机的捕获性能,并且能够快速捕获到载噪比低至25dB/Hz的微弱信号.%Traditional method is difficult to achieve the acquisition of GPS signals in indoor environments, as well as the traditional weak signal acquisition algorithm for a series of problems, a new acquisition algorithm was introduced to solve this problem. Because the coherent integration which uses the data segments that use fusion of first summation then relevance idea can reduce the computational complexity, and the improving semi-bit acquisition method can avoid navigation data bit transition, the improving differential correlation method can reduce "square loss" which produced by non-coherent integration and improve the signal to noise ratio, a new algorithm was proposed which merges all the advantages. The new method can provide a basis for GPS receiving technology with high sensitivity. The experimental results showed that, the algorithm greatly improves the acquisition performance of the receiver and was able to acquire the GPS signal with carrier noise ratio down to 25 dB/Hz.【期刊名称】《指挥控制与仿真》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】5页(P50-54)【关键词】先累加后相关;差分相干积分;载噪比;快速捕获【作者】魏玲玲;范胜林;王顺亮;刘建业【作者单位】南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016;南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016;南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016;南京航空航天大学导航研究中心,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TN976.1全球定位系统(GPS)作为目前世界上最完善的全球导航卫星系统,可为地球表面、近地表和地球外空任意地点用户提供全天候、实时、高精度的三维位置、速度以及精密的时间信息,在军事和民用领域已经得到了非常广泛应用[1]。

GPS信号差分相干累积捕获技术胡辉;袁媛;路春【摘要】Traditional acquisition algorithm can not acquire the weak GPS signal in the realization of long coherent integration time conditions. This paper presents a differemtial coherent accumulation method by using the differential process technology which is introduced in the process of non-coherent processing, and makes this method combine the advantages of coherent integration method and non-coherent integration method. It not only solves the issue of coherent integration method that is sensitive to navigation data bit-reversed, and reduces square loss impact of non-coherent integration method. In addition, we compare it with the coherent integration and non-coherent integration method for weak signal acquisition performance. The results show that; in the 20ms integration time, the sensitivity of differential coherent accumulation method is only less than method with the highest sensitivity 1dB. While the computation is only 0. 3% of the coherent integration algorithm, the differential coherent accumulation method is most suitable for weak GPS signal acquisition.%针对传统GPS捕获算法不能实现微弱GPS信号捕获的问题,在实现长相干积分时间的前提下,采用差分相干累积法,在传统非相干处理的流程中引入了差分处理技术,使该算法融合了相干积分法和非相干积分法各自的优点,不仅解决了相干积分法对导航数据位翻转敏感的问题,而且减少了非相干积分法的平方损耗影响.此外,还对相干积分法和非相干积分法的弱信号捕获性能分别进行了比较分析.实验结果表明:在20 ms积分时间的条件下,差分相干累积法的灵敏度仅比灵敏度最高的相干积分法少ldB,而运算量仅为该算法的0.25％,最适于微弱GPS信号捕获.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2012(017)006【总页数】5页(P36-40)【关键词】GPS捕获;灵敏度;相干积分法;非相干积分法;差分相干累积算法;运算量【作者】胡辉;袁媛;路春【作者单位】华东交通大学信息工程学院,江西南昌330013;华东交通大学信息工程学院,江西南昌330013;华东交通大学信息工程学院,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TN910 引言GPS信号捕获的目的是获得可见卫星号、载波多普勒频率和初始码相位，为后续的载波跟踪和码跟踪提供初始条件.在微弱GPS信号环境下，传统GPS捕获算法要采用延长积分时间的方法来提高信噪比增益，如DAVID M Lin提出了在未知导航数据位边沿位置的情况下，将相干积分时间延长为10 ms的半比特算法［1］，KOKKORIE M提出了在未知导航数据位边沿位置的情况下，将相干积分时间延长为20 ms的全比特算法［2］，TSUI J提出了避免了导航数据位翻转非相干多段处理的捕获算法［3］，其存在的平方损耗严重限制了灵敏度的提高.综合相干积分法和非相干积分法各自的优点，本文在快速傅里叶变换的基础上，在实现长相干积分时间的前提下，采用了差分相干累积法，并与文［1-3］所述算法比较.1 弱信号捕获算法GPS信号捕获原理如图1所示.输入的中频信号首先和本地载波的sin和cos分量相乘，得到I和Q分量，然后分别和本地伪码在某个码相位处作相关运算，最后由积分器给出积分结果，得到的积分结果与检测门限值进行比较［4］，如果超过检测门限值，则捕获成功.若未超过检测门限值，则重新生成本地载波和本地码，重复以上过程，直到捕获信号为止.图1 GPS信号捕获原理框图图1中，I路和Q路积分器的输出分别为:式(1)、(2)中，D(k)为导航数据;Δfd(k)为多普勒频移估计误差;ε(k)为码相位偏差;R()为伪随机码的自相关函数;T为预检积分时间;φk为载波相位;k表示采样时刻;n表示噪声.如图1所示，在相关值处理模块中，根据相关值表达式的不同有以下3种典型的捕获方法:1)相干积分法通过增加相干积分时间可以实现对弱信号的捕获［5-6］，假定第l个C/A码周期上的积分值为 zl，其表示式如下:则L ms C/A码周期的相关值可表示为构造捕获判决函数P表示为若超过门限值，则能确定输入信号的载波频率和码的初始相位.延长相干积分时间至L ms所获得的处理增益Gc表示为虽然通过采用长的积分时间来提高信噪比增益［7］，但是相干积分时间长度L不能无限增加，因为导航电文数据率为50 bps，导航数据位跳变每20 ms发生一次，限制了相干积分时间，所以取L≤20.2)非相干积分法若将ML ms的数据分成M个数据块，每个数据块的大小为L ms，对每个数据块进行L ms的相干累积，然后将M个累积结果进行非相干累加，这就是非相干积分法，其相关值表达式为采用非相干积分法，使得积分时间不受导航数据位跳变的限制.它是对相干累积结果取模的平方进行非相干累加，可以进一步提高信噪比.但是，在对相干累加值的模进行平方时，不仅信号被平方，噪声也被平方，降低了信噪比，这也是非相干积分中存在的平方损耗［8-9］.因此，非相干积分所得到的信噪比增益Gi，其表达式为其中:SQ是非相干积分中的平方损耗［7］，其表示式为式中为理想检测因子，其中，erf-1(x)为误差函数，erf(x)=3)差分相干累积法该算法是将当前时刻相关值与前一时刻相关值进行共轭相乘并累加，假设第k个C/A码周期上的相关值表示为:则进行L ms差分相干积分后的结果为其中:Tm表示延迟的时间，一般标准差分相干累积法取Tm=1 ms.采用差分相干积分法能比较很好地平衡相干积分的累加时间受导航数据位翻转的限制和非相干积分的“平方损耗”问题［10-11］.差分相干不同于非相干，在非相干积分法中，对同一个采样点的噪声进行平方相加，带来了平方损耗，而差分相干积分法是对相邻采样点的噪声共轭相乘，对噪声的放大较小.因此差分相干积分能够减少平方损失，对信噪比的改善优于非相干累积.导航数据位的周期Tb为20 ms，C/A码的周期为1 ms，若以1 ms的预检测积分时间进行差分相关，即使输入数据存在导航数据位跳变，也只是影响当前1 ms 的差分相干积分，因此前后至少有19 ms的信号没有导航数据位跳变，所以由导航数据位跳变导致的平均损失为0.45 dB，损失很小.因此，在不考虑残余载波和白色高斯噪声的情况下，由导航数据位跳变导致的相关损失推导如下:对于Tm＜Tb，D(k)是高度相关的，在假设L→∞，有如下近似式:因此，式(13)可表示为即由导航数据位跳变的引起的相关损失G表示为2 实验结果分析本文采用多星座导航信号模拟器NS8000，设定接收机处于静止状态的条件下，模拟产生12通道GPS射频信号，其信噪比(SNR)从 -19dB到-34 dB，以-1dB为步进递减.利用自行开发的GPS中频信号采集器采集100 ms的GPS数字中频信号，以铷钟FE-5680A作为采集器时钟，采样频率为5.714 MHz.捕获算法的多普勒频率范围为-5 kHz～5 kHz，多普勒步进为1/2Tn(Tn为相干积分时间).利用Matlab 实现卫星捕获算法仿真.表1 各算法的运算量分析捕获算法复乘复加备注相干积分法L=1msNF13N+()3 2Nlog2N NF13Nlog2N NF1=20相干积分法L=10ms2NF2(30N+15Nlog210N) 2NF2(30Nlog210N+9N) NF2=200相干积分法L=20ms 20NF3(60N+30Nlog220N)20NF3(60Nlog220N+19N) NF3=400非相干法L=1ms，M=20 20NF4 3N+()3 2Nlog2N NF4(60Nlog2N+19N)NF4=20非相干法L=4ms，M=5 5NF5(12N+6Nlog24N)NF5(60Nlog24N+19N) NF5=80差分相干法L=20ms NF6(80N+30Nlog220N) NF6(60Nlog220N+19N) NF6=20表1所示为各算法的运算量分析，T表示积分时间，N表示为1 ms输入数据的采样点数，取N=8 192，NFn为多普勒频点数(其中n表示第n种算法，简称算法n).由表1可知，算法1共有3 686 400次复数乘法和6 389 760次复数加法，因为1次复乘等于4次实数乘法和2次实数加法，1次复数加法等于2次实数加法，在假设实数乘法和实数加法的计算时间都为T1，算法1的运算量为34 897920T1;算法2运算量为8 698 903 200T1，是算法1的249.3倍;算法3的运算量为367 815 543 084T1，是算法1的10539.7倍;算法4运算量为704184320T1，是算法1的20.1倍;算法5的运算量为3 209 953 280T1，是算法1的91.9倍;算法6的运算量为920 453 120T1，是算法1的26.3倍.图2所示为以1 dB为步进的、-20 dB～-31 dB信噪比范围条件下，成功捕获PRN 1卫星的最低信噪比结果图.其中，纵轴为峰峰值，即最大捕获峰值与第二大捕获峰值之比，横轴为采样点数.其中图2(a)表示SNR为-20 dB时，算法1的捕获结果;图2(b)表示SNR为-27 dB时，算法2的捕获结果;图2(c)表示SNR为-31 dB时，算法3的捕获结果;图2(d)表示SNR为-28 dB时，算法4的捕获结果，在进行20次1 ms的相干积分的基础上，再进行20次非相干累积;图2(e)表示SNR为-30 dB时，算法6捕获结果;图2(f)表示 SNR为 -29 dB时，算法5的捕获结果，在进行5段4 ms的相干积分的基础上，再进行5次非相干累积.图2 成功捕获PRN 1卫星的最低信噪比结果图如图2(a)所示，算法1在SNR为-20 dB时，能实现捕获，峰峰值为1.6;如图2(b)所示，算法2在SNR为-27 dB时，能实现捕获，峰峰值为1.8，灵敏度较算法1提高了7 dB;如图2(c)所示，算法3在SNR为-31 dB时，能实现捕获，峰峰值为2.4，灵敏度较算法1提高了11 dB;如图2(d)所示，算法4在SNR为-28 dB时，能实现捕获，峰峰值为2.1，灵敏度较算法1提高了8 dB;如图2(e)所示，算法6在SNR为-30 dB时，能实现捕获，峰峰值为2.1，灵敏度较算法1提高了10 dB;如图2(f)所示，算法5在SNR为-29 dB时，能实现捕获，峰峰值为1.6，灵敏度较算法1提高了9 dB.算法在信噪比条件下捕获PRN 1卫星的峰峰值整体概况，如图3所示.图3 各算法在各信噪比条件下捕获PRN 1卫星的峰峰值综上所述，在延长积分时间的条件下，算法2～6均能提高GPS信号捕获灵敏度，其中算法3的灵敏度最高，算法6的灵敏度低1 dB，算法5的灵敏度低2 dB;从运算量分析，算法6的运算量分别为算法3和算法5的0.25%和28%;综合考虑算法运算量和灵敏度，算法6最适合微弱GPS信号捕获.3 结语本文采用的差分相干累积法对导航数据位翻转不敏感，并有效地减少了非相干积分法中的信噪比损失，提高了捕获灵敏度.而且就运算量和灵敏度与相干积分法、非相干积分法等捕获算法进行了比较，结果表明，在累加数据长度为20 ms时，相干积分法、非相干积分法和差分相干累积法的捕获门限分别为-31 dB、-29 dB和-30 dB的GPS信号，而差分相干累积法的运算量仅为相干积分法和非相干积分法的0.25%和28%.综上所述，差分相干累积法最适合于捕获微弱GPS信号.参考文献:【相关文献】［1］DAVID M Lin，JAMES B Y TSUI，et al.Sensitivity Limit of A Stand-Alone GPS Receiver and An Acquisition Method［C］//Proceeding of the 15th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation，2002:1663-1667［2］KOKKONEN M，PIETILA S.A New Bit Synchronization Method for a GPS receiver［C］//2002 IEEE Position Location and Navigation Symposium，Palm Springs，CA，Apr.15-18，2002:85-90.［3］TSUI J.Fundamentals of Global Positioning System Receivers:A Software Approach ［M］.2nd.New York:John Wiley＆Sons，2005.［4］董渊文，官宏运.基于FFT的GPS接收机伪码捕获算法研究［J］.哈尔滨理工大学学报，2007，12(2):1-3.［5］张文，饶谷音.不同相干积分法对GPS弱信号捕获的影响［J］.数据采集与处理，2012，27(1):38-44.［6］胡丛玮，李晓玲，安雷.一种改进的GPS微弱信号捕获方法［J］.武汉大学学报，2008，33(8):821-823.［7］蔡昌听，皮亦鸣.高灵敏度GPS技术的研究进展［J］.全球定位系统，2006，31(2):1-4. ［8］BORRE K，AKOS D M，BERTELSEN N，et al.A Software-Defined GPS and Galileo Receiver:A Single-Frequency Approach［M］.Boston:Birkha User Boston，2007:57-61. ［9］BARTON D K.Modern Radar System Analysis［M］.Norwood:Artech House，1988:51-57.［10］黄鹏达，皮亦鸣.恒虚警差分累积 GPS信号检测研究［J］.电子测量与仪器学报，2011，25(1):10-15.［11］SUN K，LETIZIA L P.A Differential Post Detection Technique for Two Steps GNSS Signal Acquisition Algorithm［C］//IEEE Plans 2010，Indian Welles，Catifornia USA，2010:757-764.。

第39卷 第3期2010年6月 船海工程SH IP &OCEA N ENG IN EERI NG V ol.39 N o.3Jun.2010收稿日期:2009 06 10修回日期:2009 12 23资助项目:福建省教育厅项目(JB08275)。

作者简介:江衍煊(1973 ),男,硕士,讲师。

研究方向:航海仪器自动化和船舶通信导航。

E mail:joanic@DOI:10.3963/j.issn.1671 7953.2010.03.044基于灵敏度设计GPS 接收机江衍煊,陈 宏,陈福金,张诗永(福建交通职业技术学院,福州350007)摘 要:根据G PS 接收机的定位原理和GP S 接收机灵敏度分析接收机性能,发现灵敏度主要与前端电路和基带有着密切关系。

据此对G PS 的天线前端电路设计滤波器和低噪声放大器,并对电路的其他方面提出要求,考虑包含处理器和大量逻辑门电路的Cyclo ne 器件,并通过配置嵌入式软核处理设计G PS 接收机。

关键词:G PS 接收机;灵敏度;基带算法;设计中图分类号:U 675.79 文献标志码:A 文章编号:1671 7953(2010)03 0155 04GPS 系统在海运方面因能够提供连续、高精度的船位,在保证船舶安全经济方面和保证在计划航线上航行有着极为重要的作用[1 3]。

高灵敏度的GPS 接收机要求接收机在卫星信号较弱的场景下仍然能够实现定位和跟踪。

GPS 接收系统的灵敏度指标包括跟踪灵敏度、捕获灵敏度和初始启动灵敏度。

目前GPS 接收机基本上可以实现跟踪灵敏度在-160dBm 以下,同时初始启动的灵敏度和捕获灵敏度也分别可以达到-142dBm 和-148dBm 以下。

1 GPS 接收机灵敏度分析GPS 接收机的灵敏度主要由两个方面决定:一是接收机前端信号通路的增益及噪声性能,二是基带部分的算法性能。

接收机前端决定了接收信号到达基带部分时的信噪比;基带算法则决定了解调、捕获、跟踪过程需要最小信噪比。

基于简化差分相干积累的北斗B1频点信号精捕获算法安毅;蔡伯根;宁滨;王剑;上官伟【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2014(038)002【摘要】北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累(SDCI)的短时匹配滤波器(STMF)和快速傅里叶变换(FFT)运算(STMF-FFT).为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明:本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.【总页数】8页(P1-7,36)【作者】安毅;蔡伯根;宁滨;王剑;上官伟【作者单位】北京交通大学电子信息工程学院,北京100044;北京交通大学电子信息工程学院,北京100044;北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京100044;北京交通大学电子信息工程学院,,北京100044;北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京100044;北京交通大学电子信息工程学院,,北京100044;北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TN967.1【相关文献】1.北斗软件接收机B1频点信号捕获算法研究 [J], 毛新凯;李世光;杨军2.一种北斗二代MEO/IGSO卫星B1频点Ⅰ支路导航信号的捕获算法及其软件实现 [J], 熊永孟;柳丽;周明翔3.北斗二代B1信号载波精频捕获算法 [J], 王尔申;胡志明;李玉峰;曲萍萍;庞涛4.北斗二代B1信号载波精频捕获算法 [J], 王尔申;胡志明;李玉峰;曲萍萍;庞涛;5.基于PMF-FFT捕获算法针对北斗B1信号的捕获方法研究 [J], 王晓君;高文宏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

通信辅助卫星导航接收机最优捕获灵敏度分析
王雷;雷长彪
【期刊名称】《导航定位与授时》
【年(卷),期】2022(9)3
【摘要】通信辅助有助于降低卫星导航信号捕获的搜索模糊度,因此接收机可通过改进捕获算法以提高捕获灵敏度。

但是,目前在同等条件下捕获灵敏度提升量与通信辅助精度的量化关系尚不明确。

通过约束平均捕获时间和捕获算法计算复杂度两项指标的门限值,对接收机辅助信息精度与捕获灵敏度提升量之间的关系进行量化分析,得出相应条件下的最优捕获算法参数。

分析表明,在频率搜索范围以1/2的幂次进行逐渐压缩的过程中,捕获灵敏度提升量最高约为4dB,且随频率搜索范围压缩程度的提高而逐渐缩小。

根据评估方法得到的最优捕获算法参数受捕获概率指标、虚警概率指标等影响较小,可预置于接收机中,根据具体情况进行选择。

【总页数】7页(P125-131)
【作者】王雷;雷长彪
【作者单位】中国人民解放军32082部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN95
【相关文献】
1.卫星导航抗干扰最优接收机与相关接收机性能分析
2.卫星导航接收机捕获阶段抗欺骗干扰技术研究
3.卫星导航接收机捕获和跟踪抗干扰能力分析
4.高灵敏度卫星
导航接收机的差分相干积分算法5.高动态环境下惯组辅助GNSS接收机卫星导航信号的捕获
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基于相干累加北斗弱信号的改进捕获算法张瑜;郭里婷【摘要】针对北斗弱信号,采用相干累加的方法进行捕获,并在此基础上对其进行改进.与比特跳变估计算法相比,该算法在不剔除比特跳变数据块的基础上,将积分时间延长至20 ms,提高了数据利用率.仿真结果表明,本文的方法能够捕获到信噪比低至-38 dB的北斗弱信号,且具有较高的捕获概率.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)024【总页数】4页(P8-10,15)【关键词】北斗弱信号;相干累加;捕获算法【作者】张瑜;郭里婷【作者单位】福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108;福州大学物理与信息工程学院,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TN967.1对于北斗信号(BDS)的捕获，经典算法有时域和FFT并行码相位捕获，相比之下，FFT方法捕获速度大大提高。

而在弱信号条件下，FFT方法并不完全适用。

在此基础上，文献[1]提出了相干累加和非相干累加的方法，其中相干累加会受比特跳变的影响，而非相干累加在克服比特跳变的同时，使噪声项被放大，降低了接收机灵敏度。

文献[2]中差分相干累加方法削弱噪声项，提高了增益但依然受比特跳变的影响。

针对该问题，文献[3]的半比特交替算法在未知数据比特跳变的情况下，估计比特跳变存在的数据块并将其剔除，其缺点是数据利用率较低。

文献[4]中的全比特算法将接收数据相互延迟1 ms，取最大的相关值作为捕获结果，该方法将相干累加的时间提高到20 ms，但该方法计算量较大。

文献[5]提出的圆周算法，同样将接收数据相互延迟1 ms，通过列出每一种比特跳变的情况，将得出最大相关结果的比特跳变组合作为最终的捕获结果，该方法的优点是相干累加的时间突破了20 ms，然而计算量非常大，实现较为困难。

综上考虑，本文在相干累加算法的基础上，对其进行改进。

最后通过仿真比较改进算法和比特跳变估计算法的捕获效果和概率，可以得出改进的算法能够捕获到信噪比为-38 dB的信号且捕获概率有了一定的提高。

基于差分相关积分的北斗弱信号快速捕获方法韩志凤;刘建业;李荣冰;高关根【期刊名称】《中国惯性技术学报》【年(卷),期】2016(024)006【摘要】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、10ms和20 ms的差分相关积分,积分后信噪比提升约7dB、10dB、13 dB.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.%In order to improve the acquisition sensitivity of Beidou receiver and solve the problem that the coherent integration time is limited by the data bit jump and the NH code phase change,a weak-signal acquisition algorithm is put forward based on differential correlation.Firstly,based on the characteristics of Beidou signal,some common weak-signal acquisition algorithms were analyzed.Secondly,a differential correlation algorithm with sampling point delay was designed.By means of an orthogonal sampling method,the complex intermediate frequency data was obtained,and then the FFTtransform was used to realize the parallel search of code phase and carrier frequency.Finally,the simulation verification was carried out by using software receiver,which shows that the differential correlation integrations of 5ms,10ms and 20ms are realized,and the signal-to-noise ratio is increased by about 7 dB,10 dB and 13 dB,respectively.This algorithm greatly weakens the influences of NH code phase change and Beidou signal bit jumps,and can effectively improve the receiver's acquisition capacity for pared with traditional algorithm,the parallel search algorithm based on FFT algorithm can significantly reduce the acquisition time,and is applicable to all kind of Beidou and GPS signals without considering the navigation message differences between GEO and non-GEO.【总页数】6页(P815-820)【作者】韩志凤;刘建业;李荣冰;高关根【作者单位】南京航空航天大学导航研究中心,南京210016;南京航空航天大学导航研究中心,南京210016;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【正文语种】中文【中图分类】V249.3【相关文献】1.弱信号下"北斗"接收机NH码的快速捕获 [J], 洪冰清;覃新贤;刘聪聪;陈海强;齐月敏2.四分法和差分相干结合的北斗弱信号捕获算法 [J], 牛家红;樊昌周;李宏伟3.基于共轭差分的弱信号捕获方法性能分析 [J], 谢金石4.基于频域差分的"北斗"三号信号快速捕获算法 [J], 盛志超;秦瑾;周勃;顾思琪5.一种基于差分相关的DS/FH信号快速捕获方法 [J], 郭筱亮;杨建伟;杨俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

适用于北斗GNSS-R接收机的反射信号捕获算法
杨锐;黄海生;李鑫;曹新亮
【期刊名称】《电子技术应用》
【年(卷),期】2018(044)008
【摘要】针对北斗反射信号捕获难度大问题,提出一种适用于北斗GNSS-R接收机中反射信号的捕获算法.该算法利用直射信号中的导航数据剥离掉反射信号中的导航数据,并通过周期累加运算和FFT相关,改进了传统的反射信号捕获算法.算法可以降低长时间相干积分的运算量,提高算法捕获速率.对新算法进行了MATLAB仿真,并与传统的捕获算法(相干非相干算法、差分相干算法)做了比较,仿真结果表明,该算法在捕获性能上明显优于传统的相干非相干与差分相干捕获算法.
【总页数】5页(P118-121,125)
【作者】杨锐;黄海生;李鑫;曹新亮
【作者单位】西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121;延安大学物理学与电子信息学院,陕西延安716000
【正文语种】中文
【中图分类】TN961
【相关文献】
1.北斗软件接收机B1频点信号捕获算法研究 [J], 毛新凯;李世光;杨军
2.直射通道辅助的北斗弱反射信号捕获算法 [J], 周继航;杨俊安;黄科举;刘辉
3.关于北斗卫星接收机信号捕获策略仿真研究 [J], 覃新贤;管志伟;洪冰清
4.适用于GPS软件接收机的弱信号捕获方法 [J], 黎山;易清明;陈庆;石敏
5.GNSS-R接收机信号捕获算法设计 [J], 腾小霁;孙越强;吴迪;陶鹏
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1GPS接收机的灵敏度定义随着GPS应用范围的不断扩展，业界对GPS接收机的灵敏度要求也越来越高，高灵敏度的接收性能可以令接收机在室内或其它卫星信号较弱的场景下仍然能够实现定位和跟踪，大大拓展了GPS的使用范围。

作为GPS接收机最为重要的性能指标之一，高灵敏度一直是各个GPS接收模块孜孜以求的目标。

对于GPS接收系统而言，灵敏度指标包括多个场景下的指标，分别为：跟踪灵敏度、捕获灵敏度、初始启动灵敏度。

目前业界已经可以实现跟踪灵敏度在-160dBm以下的接收机，同时，初始启动的灵敏度和捕获灵敏度也分别可以到达-142dBm和-148dBm以下。

GPS接收机首先需要完成对卫星信号的捕获，完成捕获所需要的最低信号强度为捕获灵敏度；在捕获之后能够维持对卫星信号跟踪所需要的最低信号强度为跟踪灵敏度。

为了实现定位，GPS接收机还需要解调GPS卫星发送的导航电文，相应的，解调导航电文所需要的最低信号强度为初始启动灵敏度。

根据上述定义可知，跟踪灵敏度最高，捕获灵敏度次之，初始启动灵敏度最差。

2GPS接收模块的灵敏度性能分析从系统级的观点来看，GPS接收机的灵敏度主要由两个方面决定：一是接收机前端整个信号通路的增益及噪声性能，二是基带局部的算法性能。

其中，接收机前端决定了接收信号到达基带局部时的信噪比，而基带算法则决定了解调、捕获、跟踪过程所能容忍的最小信噪比。

2.1接收机前端电路性能对灵敏度的影响GPS信号是从距地面20000km的LEO〔Low Earth Orbit，低轨道卫星〕卫星上发送到地面上来的，其L1频段〔fL1=1575.42MHz〕自由空间衰减为：按照GPS系统设计指标，L1频段的C/A码信号的发射EIRP〔Effective Isotropic RadiatedPower，有效通量密度〕为P=478.63W〔26.8dBw〕([1][2])，假设大气层衰减为A=2.0dB，则 GPS系统L1频段C/A码信号到达地面的强度为：GPS ICD〔Interface Control Document，接口控制文档〕文件〔[3]〕中给出的GPS系L1频段C/A码信号强度最小值为-160dBw，和上述结果一致。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。