基于重叠的P码频域直接捕获法研究

２ ０ １ ３年 ２月
湖北 第 二 师 范 学 院 学报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｅｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｆｅ ｂ ． ２０１ ３ Ｖ０ １ ． ３Ｏ Ｎｏ． ２
第３ ０卷 第 ２ 期
（ （ Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） …
采用 码分 多址 （ Ｃ Ｄ ＭＡ） 技 术 进 行分 址 和定 位 ，因为伪 随机码 具有 良好 的相关 性 和保密 。Ｇ Ｐ Ｓ主要使 用 的伪
基 于 重 叠 的 Ｐ码 频 域 直 接 捕 获 法 研 究
肖模 艳 ， 何 志 彪
（ １ ． 湖北 第二 师 范学 院 数 学与数 量经 济学 院 ， 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ；
２ ． 武汉 大 学 卫 星导航 定位技 术研 究 中心 ，武 汉 ４ ３ ０ ０ ７ ９ ）
摘 要： Ｐ码 可为 Ｇ Ｐ Ｓ接收机提供 目标精确测距 ， 现有 的 Ｐ码 频域 直接 捕获 法主要有 扩展复 制重叠 法 Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ （ Ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ
作者 简 介 ： 肖模 艳 （ １ ９ ７ ３一） ， 女， 重 庆 江 津人 ， 讲师 ， 博士 ， 研 究 方 向 为信 号 处 理 、 图 象处 理 。
１ 引 言
Ｃ ＝Ｉ Ｆ ＦＴ （ ｃ ０ （ Ｆ Ｆ Ｔ （ ｓ （ ｔ ） ） ）×Ｆ Ｆ Ｔ （ ｓ ｆ （ ｔ ） ） ）
Ｓ ，＝Ｓ ， （ ｔ ） ＝Ｐ（ ｔ ）＋ （ ｔ ） ， ｆ＝０， １ ， ． ． ． ． ， ｍ 一１
中 的码 元 和那些从 其它 区段 重叠 过来 的码 元互 相关 性
很小 ， 产 生很小 的 背 景 噪声 ， 在 轻 微 降 低 信 噪 比和 产
本地 产生 伪码 序列 为 ｓ ｌ （ ） ： Ｓ （ ）＝Ｐ （ ｔ＋于 ） ． ｔ＝０ ， １ ， ． ． ． ， ｍ 一１ （ ２ ）
（ ｍ 。为补零 码数 ） 。 ３ 现有 的 Ｐ码直 接捕获 法
密码 ， 其 中， Ｃ ／ Ａ码 用 于 Ｇ Ｐ Ｓ接 收 机 标 准定 位 服 务 ， Ｐ 码用 于 Ｇ Ｐ Ｓ接 收机 精确 定位 服务 。
Ｃ ／ Ａ码 ， 又 叫粗 码 ， 周 期 长度为 １ ０ ２ ３ ， 可 以用 基 于 Ｆ ｌ ２ 的逐元 相关 处理 实现 快 速捕 获 。而 Ｐ码 为截 距
最 后 重 叠 了的 输 入 信 号 和 扩 展 分 段 信 号 进 行循 环 相 关 处 理 ， 以 此 进 一 步提 高 Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ法 频 域 中对 Ｐ码 的捕 获 效 率 ， 文中
对 结 果 进 行 了讨 论 。
关键词 ： Ｐ码 ； 扩展 重叠； 码 分 多址 ； Ｇ Ｐ Ｓ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ ９ ６ ７ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ４ － ３ ４ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ２ － ０ ０ ０ ６ － ０ ３
Ｐ码 为 长周期 的截距 码 ， 现 有 的 Ｐ码 频域 直 接 捕
获法 主要有 Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ 法＿ ３ Ｊ 、 均值法 和 以这 丽种 算法 为
基础 的综合 法 ： Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ 算 法 利用码 的子 序列 的互 相关 特性 ，如果
码 ，又 叫精 码 ， 具有 ６ ． １ ８ ７×１ ０ １ ２个码 元 ， 不能 用逐 元 搜 索 的方 法 直 接 捕 获 。影 响 Ｐ码 直 接 捕 获 时 间 的 因 素包括 Ｇ Ｐ Ｓ接 收机 时间 和频 率 精度 、 硬 件 的并行 规 模
随机码 有 Ｃ ／ Ａ码 、 Ｐ码 、 Ｙ码 和 Ｍ 码 ， Ｙ码 是 Ｐ码 的加
当输入 信号 包含 在 本 地信 号 中 ， 式（ ３ ）将 服从 均 值为（ ｍ ＋ｍ 。 ） ， 方差为（ ｍ ＋ｍ 。 ）的高斯正态分布 ， 否 者 服从均 值为 ０ ， 方差 为 （ ｍ ＋ｍ 。 ） ｒ ｏ 的高斯 正 态分 布
本文 根 据 Ｐ码 频 域 直 接 捕 获 扩 展 复 制 重 叠 法
（ Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ） ， 提 出一 种改 进 的捕 获算 法 来 提 高 Ｐ码 频域
捕 获效 率 。
２ 理论 分析
当 出现高 于判 决 门限 的相关 峰值 时 ， 分别 将 个 子码
序列 与接 收信号 进行 循环相 关 处理 ，进 而判 断 出接 收
信号 中 的码 元 所 在 的 具 体 子 码 序 列 及 其 确 切 位 置 。
Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ 法利 用 个 子码 序列 ， Ｆ Ｆ Ｔ 计算 量 可 以减 小 倍 ，而其 时 间不确 定 范 围扩 大 了 倍 。 由于接 收 信号
（ １ ）
设 输入 信号 为 ｓ ｒ （ ｔ ） ：
Ｔ ｅ ｐ ｈ ｅ ａ ｆ ｏ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｑ ｕ ｉ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ） 和 均值 法 。本 文针 对 Ｐ码 频 域 直 接 捕 获 的 Ｘ Ｆ Ａ Ｓ Ｔ法 的 不 足 ， 提 出再 重 叠 的 扩 展 复 制 重 叠 法一 即 首 先 对 输 入 信 号 和 本 地 扩展 分段 信 号 以一 定 长 度 分 别 重 叠 ， 然后 对 本 地 扩 展 分 段 信 号 再 进 行 段 重 叠 ，
接 收信 号 的伪 码序 列 长度 为 ，那 么本 地 产生 子 码长 度 为 Ｌ的扩 展 Ｍ段 的伪 码序列 ， 将 Ｍ 个子 码序 列进行
对 应叠 加处 理 ， 然 后 与 接 收 信 号 进 行循 环相 关 处理 ，
和速 度 、 捕 获算 法 以及接 收机前 端 的信 噪 比等等 。