一种基于比特遍历的高动态BDS B3I信号捕获方法

李建武，冯双记

(华中光电技术研究所 武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074)

0 引言

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一种误差不随时间累积的导航定位系统，在测绘、交通运输、城市监测等领域应用广泛[1-4]。在高动态场景下，卫星信号的快速有效捕获是实现卫星接收机跟踪、定位的前提[5]。北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，BDS)的卫星导航电文数据率较高，且BDS D1电文存在Neumann-Hoffman(NH)码调制，使BDS接收机在对卫星信号进行捕获过程中存在频繁的电文数据比特跳变[6](简称“比特跳变”)，引起相干积分检测峰值发生分裂，降低峰值对应的多普勒频率估计精度，甚至会导致检测峰值低于预设门限造成捕获失败，严重影响高动态BDS接收机的捕获性能[7]。

针对导航电文频繁比特跳变引起的捕获峰值分裂问题，文献[8]在FFT并行码相位搜索算法基础上采用了二次精频捕获方法，消除了比特跳变的影响但进行了二次捕获，增加了捕获时间。文献[9]首先对本地扩频码进行拆分和补零以剔除循环卷积内潜在的比特跳变问题，然后对分块捕获结果进行组合以重构完整的捕获结果，算法实施相对较为复杂。文献[10-11]通过并行搜索连续多组数字中频数据捕获峰值的最大值，虽规避了比特跳变对短时间相干积分的影响，但显著增加了捕获时间以及资源消耗。文献[12]采用NH码调制后的北斗信号扩频码构成一个新的扩频序列，直接对接收信号进行捕获，可规避NH导致的比特跳变问题，但该方法的FFT长度为传统方法的20倍，导致接收机运算负担急剧增加。……