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(tǒng)相干累積算法的差異，圖1和圖2中的幅值坐標(biāo)，均以傳統(tǒng)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(yùn)行仿真程序兩種方法均可穩(wěn)定地捕獲到信號，但將兩組捕獲峰值進(jìn)行對比，傳統(tǒng)相干累積30次捕獲結(jié)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(tǒng)相干累積算法，快速相干累積的相關(guān)峰均值下降了14．11％。可見，快速相干累積算法的總體性能優(yōu)越，但在提高運(yùn)算速度的同時，捕獲結(jié)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。

3 弱信號捕獲方案設(shè)計
通過對導(dǎo)航電文的格式和編碼規(guī)則分析，可確定每6 s出現(xiàn)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理想選擇。總體方案設(shè)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(guān)峰值的比較，作為粗捕獲結(jié)果，以此來估計是否存在衛(wèi)星信號，再根據(jù)粗捕獲結(jié)果進(jìn)行小范圍內(nèi)的精細(xì)捕獲。同時利用文獻(xiàn)中提出的數(shù)據(jù)比特翻轉(zhuǎn)估計方法，再與幀同步相關(guān)運(yùn)算相結(jié)合，從而使比特翻轉(zhuǎn)估計精度大為提高，可實(shí)現(xiàn)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(diǎn)是捕獲過程中對不同強(qiáng)度信號采用不同的捕獲流程，強(qiáng)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。