专利名称：一种新的可用于gps信号捕获的串行搜索算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种串行搜索算法，更具体的说，是GPS卫星信号捕获过程中用到的一种信号搜索方法。
背景技术：
GPS卫星信号的捕获搜索是一个在由频率和码相位所组成的二维空间内进行的信号搜索，如图I。在时域中主要是指串行搜索捕获方法，如图2，这是码分多址系统(CDMA)中经常采用的一种捕获方法。串行搜索是将需搜索的频域范围划分为多个频率槽，然后在每一个多普勒频移单位进行所有码元的时域串行相关处理，实现所有码相位的遍历。
串行搜索算法包括两个不同的扫描过程首先，搜索频率范围为±10kHz，搜索步长为500Hz。其次，遍历1023种不同码相位的码相位搜索过程。搜索总共需要经过的次数为
( 10000 、1023X 2x-+ 1 =1023x41 二41943
I 500 J显然，搜索的次数非常多。因此，这种搜索算法的优点是硬件简单，最大缺点是比较耗时。本发明在利用这种算法硬件简单的基础上，使耗时大大减少。此外，在GPS捕获过程中，累积值都是直接与捕获门限比较，这样会存在一个问题在信号强时，会出现无法找到信号最强的点。本发明可以做到在任何强度信号下，都能找到与接收信号最接近的码相位和多普勒频移。

发明内容
本发明的目的在于提出了一种最佳路径串行搜索算法，是可以将搜索次数减少为1023+21=1044，极大减少了运算量。本发明的技术方案是在开始捕获时，首先对接收信号进行多普勒频移估计，然后在某个频移和码相位下得到的累计值存贮，调整码相位，找到在这一维中的最大相关值，然后以该最大值为基点，搜索多普勒频移，直到找到在二维空间中的最大值，该最大值对应的码相位和多普勒频移即为捕获结果。本发明的优点是提供了一种基于最佳路径的GPS捕获搜索算法，该方法有以下优点一、相比串行搜索算法，运算量减少了 97. 5% ；二、相比现用频域捕获算法，节省了 FFT所需要的硬件；三、节省的硬件面积可用于弱信号的捕获，从而在降低了硬件设计的复杂程度的同时提高了 GPS接收机的灵敏度；四、本发明可以防止在GPS接收机接收到强信号时，未找到信号最强点之前就进入跟踪程序。


图I卫星信号二维搜索空间。图2是传统串行搜索框图。图3是最佳路径搜索框图。
具体实施例方式参见图3，改进算法在原有搜索算法中增加了三个模块一个是频移估计模块，功能是减小作用到捕获环路上的起始频差，使之尽快落入搜索带内；第二个是比较模块，功能是通过判决搜索在这一维空间内的最大相关值，第三个是搜索结束判决模块，功能是判断在二维空间内是否搜索完毕。下面对本发明做进一步详细描述I.在开始捕获时，对接收信号进行多普勒频移估计。假设数字下变频后的数据采样频率等于2倍码片速率，则频移估计偏差小于500Hz ；2.将在某个多普勒频移和码相位下进行相关处理得到的非相干累积值V储存在一个寄存器A中(只存储一次)；3.将每次得到的非相干累积值非相干累积值V与寄存器中的值A进行比较，也就是说若V超过A，则用V更新寄存器A ;否则，寄存器的值保持不变。4.进入搜索结束判决模块，判断搜索是否结束，如果结束，则进入步骤7，否则进A 5 ；5.以步进为一个码片，遍历所有码相位，搜索次数为1023，得到在某一频移值对应的信号最大相关值，储存在寄存器A中，记录该值的码相位；6.保持码相位不变，以步进为25Hz，搜索次数为21，调整多普勒频偏，返回步骤
3；
7.找到在二维空间内的最大相关值，记录其多普勒频移和码相位，然后与捕获门限进行比较。如果大于门限值，则进入跟踪模块；否则，则调整C/A码延迟码片数，搜索另一
颗卫星。
权利要求
1.一种基于最佳路径的GPS捕获搜索算法，它在串行搜索算法的基础上增加了频偏估计模块、比较模块和搜索结束判决模块。
2.根据权利要求I所述的搜索算法，其特征在于进行其中一维搜索时，在这一维中的结果中寻找最大值。
3.根据权利要求I所述的的搜索算法，其特征在于基于第一维中搜索到的最大值，进行其他维的搜索。
4.根据权利要求I所述的搜索结束判决模块，其特征在于与捕获门限进行比较前，搜索到信号最大点，即最接近真实信号的多普勒频移和码相位。
全文摘要
本发明涉及一种可用于GPS信号捕获的串行搜索算法。它在串行搜索算法的基础上增加了频偏估计模块、比较模块和搜索结束判决模块。本发明的优点首先，相比串行搜索算法，运算量减少了97.5%；其次，相比现用频域捕获算法，节省了FFT所需要的硬件；再次，节省的硬件面积可用于弱信号的捕获，从而在降低了硬件设计的复杂程度的同时提高了GPS接收机的灵敏度；最后，本发明可以防止在GPS接收机接收到强信号时，未找到信号最强点之前就进入跟踪程序。
文档编号G01S19/24GK102654578SQ20121014873
公开日2012年9月5日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者冯剑锋, 张波, 李德忠, 李源明, 李署坚, 郑为阁 申请人:北京航空航天大学