新的微弱GPS信號快速捕獲算法

為了便于比較快速相干累積和傳統相干累積算法的差異，圖1和圖2中的幅值坐標，均以傳統相干累積的捕獲峰值進(jìn)行歸一化處理。
在上述仿真條件不變的情況下，多次運行仿真程序兩種方法均可穩定地捕獲到信號，但將兩組捕獲峰值進(jìn)行對比，傳統相干累積30次捕獲結果的相關(guān)峰值的均值為12．507×10-9；快速相干累積算法的捕獲峰值為10．742×10-9。相對于傳統相干累積算法，快速相干累積的相關(guān)峰均值下降了14．11％?？梢?jiàn)，快速相干累積算法的總體性能優(yōu)越，但在提高運算速度的同時(shí)，捕獲結果中的相關(guān)峰值略有降低，這是該算法為獲得高效率而付出的微小代價(jià)。

3 弱信號捕獲方案設計
通過(guò)對導航電文的格式和編碼規則分析，可確定每6 s出現一次的幀同步信息始終為10001011，因而利用已知的具有良好自相關(guān)特性的幀同步信息進(jìn)行弱信號捕獲是一個(gè)理想選擇?？傮w方案設計如圖3所示。

算法中使用了相對捕獲的概念，即通過(guò)對多次相關(guān)峰值的比較，作為粗捕獲結果，以此來(lái)估計是否存在衛星信號，再根據粗捕獲結果進(jìn)行小范圍內的精細捕獲。同時(shí)利用文獻中提出的數據比特翻轉估計方法，再與幀同步相關(guān)運算相結合，從而使比特翻轉估計精度大為提高，可實(shí)現更長(cháng)時(shí)間的相干累積，獲得較高的信號處理增益。算法突出的特點(diǎn)是捕獲過(guò)程中對不同強度信號采用不同的捕獲流程，強信號快速直接捕獲，對相對弱的信號通過(guò)較長(cháng)時(shí)間的累積來(lái)獲得信號。