微弱GPS信號的數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)預(yù)估算法
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全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System，CPS）衛(wèi)星信號包括載波、偽碼和數(shù)據(jù)碼三個(gè)信號層次。CPS接收機(jī)接收到衛(wèi)星信號后，要將經(jīng)過載波解調(diào)后的中頻信號與接收機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的C/A碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，利用C/A碼的正交性解調(diào)中頻信號，使信號頻寬變回到只含數(shù)據(jù)碼的基帶，這個(gè)過程就稱為捕獲。捕獲是CPS接收機(jī)進(jìn)行導(dǎo)航和定位的關(guān)鍵步驟。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，衛(wèi)星信號到達(dá)地面時(shí)其功率為- 130 dBm左右，此時(shí)信噪比（ Signal-to-Noise Ratio．SNR）為- 20 dB左右，然而在森林遮擋、室內(nèi)等弱信號環(huán)境下，普通的GPS接收機(jī)很難捕獲到信號，無法實(shí)現(xiàn)定位功能。為此，研制具有弱信號捕獲能力的高靈敏度GPS軟件接收機(jī)越來越有必要。
通用的GPS弱信號的捕獲方法是通過延長相干積分時(shí)間來提高信噪比增益，但是受50 b/s導(dǎo)航數(shù)據(jù)的影響，相干積分時(shí)間一般不能超過20 ms，且要盡量避免導(dǎo)航數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)造成的誤捕獲。
微弱全球定位系統(tǒng)（ GPS）衛(wèi)星信號的捕獲需要較長的積分時(shí)間，但受導(dǎo)航數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)的影響，一般采用10 ms的相干積分。為進(jìn)一步提高捕獲靈敏度，提出了一種數(shù)據(jù)位翻轉(zhuǎn)預(yù)估算法，該算法通過對多組信號積分結(jié)果的對比估算出翻轉(zhuǎn)位的位置，舍棄存在位翻轉(zhuǎn)的5 ms數(shù)據(jù)從而消除其影響，并對其余數(shù)據(jù)進(jìn)行15 ms的分塊相干積分。同時(shí)，為降低分塊相干積分中非相干積分的平方損耗，采用差分相干積分對其進(jìn)行改進(jìn)，并在運(yùn)算過程中采用“先累加后相關(guān)”的方式，在進(jìn)一步提高捕獲靈敏度的同時(shí)降低運(yùn)算復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明，該算法能高效地捕獲到信噪比低至-50 dB的信號，可有效地提高CPS接收機(jī)的捕獲靈敏度和捕獲效率。
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