新的微弱GPS信號快速捕獲算法
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為了對比快速相干累積的性能，使用信噪比為-31 dB的GPS仿真數據，進行10 ms的相干累積后，對GPS信號進行捕獲。對于同一段仿真數據，分別使用傳統相干累積算法和快速相干累積算法各運行10次，傳統相干累積算法平均耗時2．01 s，快速相干累積平均耗時0．11 s，由此可見，快速相干累積算法的捕獲速度提高顯著。捕獲結果分別如圖1和圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/155855.htm
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行對比，傳統相干累積30次捕獲結果的相關峰值的均值為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峰均值下降了14．11％。可見，快速相干累積算法的總體性能優越，但在提高運算速度的同時，捕獲結果中的相關峰值略有降低，這是該算法為獲得高效率而付出的微小代價。
3 弱信號捕獲方案設計
通過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特性的幀同步信息進行弱信號捕獲是一個理想選擇。總體方案設計如圖3所示。
算法中使用了相對捕獲的概念，即通過對多次相關峰值的比較，作為粗捕獲結果，以此來估計是否存在衛星信號，再根據粗捕獲結果進行小范圍內的精細捕獲。同時利用文獻中提出的數據比特翻轉估計方法，再與幀同步相關運算相結合，從而使比特翻轉估計精度大為提高，可實現更長時間的相干累積，獲得較高的信號處理增益。算法突出的特點是捕獲過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較長時間的累積來獲得信號。
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