一种GPS L1C/A与L2C双频信号的捕获算法

王 忠， 刘光斌

（第二炮兵工程学院303教研室，陕西 西安 710025）

0 引言

众所周知，双频信号能消除绝大部分电离层延迟误差，故双频接收机比单频接收机的定位精度更高。全球定位系统(GPS)现代化在 L2波段增加了民用信号(L2C)，为利用多个频率信号改进接收机精度奠定了基础。

由于双频接收机传统捕获算法是单独搜索两个频率的信号，捕获运算量特别大。而同一卫星发射的L1C/A与L2C信号在时间上是同步的，传播路径是相同的，易于实现双频GPS接收机的研发。在介绍GPS的L1C/A和L2C信号的基础上，采用一种L1C/A导频捕获L2C信号的方法，减少双频信号捕获的搜索重复度和运算复杂性。

1 L1/L2信号特征

目前，GPS IIR-M卫星发射的L1C/A和L2C码信号特征如表1所示，其中L2C码是在一个长为227-1的序列伪噪声(PN)码上分别截取了两组37段码，包括中长码(CM)和长码(CL)，分配于32颗卫星和5个地面监控站。CM码上导航数据的周期为25 b/s，经过卷积编码为50 b/s的符号序列，然后与CM码模二相加，而CL未调制导航数据。1个CL码周期与75个CM码周期采取逐片分时复用的模式组合调制为L2C码，从而L2C码的频率为1.023 Mb/s[1-2]。

表1 L1C/A与L2C信号特征参数

2 信号捕获

2.1 L2C信号捕获

L2C码的捕获可以通过捕获CM或CL码实现，考虑码长等因素，通常先捕获周期为10 230个码片的CM码。一旦捕获到CM码相位CPCM，利用CM与CL码分时复用的特点，对CL码起始码位75个可能的位置进行搜索，获得CL码初始相位为 CPCL=CPCM+(j-1)·10230，j=1,2,…,75[3]。

对CM进行捕获处理时，输入信号的CM码与本地产生的归零CM码进行相关。图1中归零CM码是本地产生L2C码中 CL每个码位用 0代替，从而产生的归零 CM 码速率为1.023 Mb/s，这样处理消除了约一半(3 dB)输入信号与CL之间产生的互相关噪声。……