卫星数据捕获装置和捕获方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103728632 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103728632 A (21)申请号 201310647340.9 (22)申请日 2013.12.02 G01S 19/24(2010.01) (71)申请人 西安合众思壮导航技术有限公司 地址 710077 陕西省西安市高新区锦业一路 68 号 (72)发明人 吴林 卢艳娥 (74)专利代理机构 北京志霖恒远知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11435 代理人 孟阿妮 (54) 发明名称 卫星数据捕获装置和捕获方法 (57) 摘要 本发明涉及一种卫星数据捕获装置和捕获方 法， 其中， 。

2、卫星数据捕获装置包括预处理单元、 存 储单元、 并行累加单元、 累加结果存储输出单元、 快速傅里叶变换单元、 最大值检测单元以及判决 单元。本发明的卫星数据捕获装置和捕获方法兼 容多种调制方式多种系统， 多种码速率和码长， 且 运算速率较高， 且可节省硬件资源。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 9 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书9页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103728632 A CN 103728632 A 1/3 页 2 1. 一种卫星数据捕获装置， 其特征在于， 包括 ： 预处理单元， 。

3、用于对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第二量化信 号 ； 存储单元， 用于将所述第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将所述第二量化信 号存储成第二量化序列并输出， 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 并行累加单元， 用于将所述存储单元输出的所述第一量化序列与所述存储单元输出的 所述伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 以及将所述存储单元输出的所述第二量 化序列与所述伪码序列进行异或后累加得到第二累加序列 ； 累加结果存储输出单元， 用于存储并输出所述第一累加序列和所述第二累加序列 ； 快速傅里叶变换单元， 用于将由所述第一累加序列的预定 N 个数分别作为实部， 由所 述第。

4、二累加序列的预定N个数分别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到N1个复数值， 其中 N 小于或等于 N1 ； 最大值检测单元， 用于对相同伪码相位的 N1 个复数计算平方和， 再对其中相同频率分 量的值进行 M 次累加， 并对累加结果进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应的频率分量和 伪码相位 ； 以及， 判决单元， 用于对所述最大值检测单元检测到的功率最大值与预设值进行比较， 当二 者的比值大于门限值时， 则与伪码相应的信号捕获成功。 2. 根据权利要求 1 所述的卫星数据捕获装置， 其特征在于， 所述预处理单元包括 ： 数字频率合成模块， 用于将所述捕获的数字信号处理成第一预处理信号和第。

5、二预处理 信号， 所述第一预处理信号和所述第二预处理信号为零频附近相互正交的信号 ； 第一再量化模块， 用于将所述第一预处理信号重新量化成为第一量化信号 ； 以及， 第二再量化模块， 用于将所述第二预处理信号重新量化成为第二量化信号。 3. 根据权利要求 2 所述的卫星数据捕获装置， 其特征在于 ： 所述第一再量化模块包括第一乘法器， 第一 FIR 滤波器， 第一抽取模块和第一量化模 块 ； 所述第一乘法器用于将所述捕获的数字信号与所述第一预处理信号相乘得到第一混 合信号， 所述第一 FIR 滤波器用于将所述第一混合信号进行滤波得到第一滤波信号， 所述 第一抽取模块用于将第一滤波信号进行抽取得。

6、到第一抽取信号， 所述第一量化模块用于将 所述第一抽取信号量化成为第一量化信号 ； 所述第二再量化模块包括第二乘法器， 第二滤波器， 第二抽取模块和第二量化模块 ； 所述第二乘法器用于将所述捕获的数字信号与所述第二预处理信号相乘得到第二混 合信号， 所述第二 FIR 滤波器用于将所述第二混合信号进行滤波得到第二滤波信号， 所述 第二抽取模块用于将第二滤波信号进行抽取得到第二抽取信号， 所述第二量化模块用于将 所述第二抽取信号量化成为第二量化信号。 4. 根据权利要求 1 所述的卫星数据捕获装置， 其特征在于 ： 所述存储单元用于将所述第一量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第一量化序列 并。

7、输出 ； 权 利 要 求 书 CN 103728632 A 2 2/3 页 3 所述存储单元用于将所述第二量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第二量化序列 并输出 ； 所述存储单元还用于将所述伪码按照时间先后顺序拼接成 31 位的伪码序列并输出。 5. 根据权利要求 1 所述的卫星数据捕获装置， 其特征在于 ： 所述并行累加单元根据所述捕获的数字信号的特性选择将所述第一累加序列和第二 累加序列串行输出或并行输出。 6. 根据权利要求 1 所述的卫星数据捕获装置， 其特征在于 ： 所述累加结果存储输出单元包括两组双 RAM 存储器， 用于分别对第一累加序列和第二 累加序列进行存储和输出的乒乓。

8、操作。 7. 一种卫星数据捕获方法， 其特征在于， 包括 ： 对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第二量化信号 ； 将所述第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将所述第二量化信号存储成第二量 化序列并输出， 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 将所述第一量化序列与所述伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 并将所述第 二量化序列与所述伪码序列进行异或后累加得到第二累加序列 ； 存储并输出所述第一累加序列和所述第二累加序列 ； 将由所述第一累加序列的预定 N 个数分别作为实部， 由所述第二累加序列的预定 N 个 数分别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 N1 个复数值 ； 对相。

9、同伪码相位的 N1 个复数计算平方和， 再对其中相同频率分量的值进行 M 次累加， 并对累加结果进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应的频率分量和伪码相位 ； 以及， 对所述功率最大值与预设值进行比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相应的 信号捕获成功。 8. 根据权利要求 7 所述的卫星数据捕获方法， 其特征在于， 所述 “对捕获的数字信号进 行预处理， 得到第一量化信号和第二量化信号” 具体包括 ： 将所述捕获的数字信号处理成第一预处理信号和第二预处理信号， 所述第一预处理信 号和所述第二预处理信号为零频附近相互正交的信号 ； 将所述第一预处理信号重新量化成为第一量化信号 ； 以。

10、及， 将所述第二预处理信号重新量化成为第二量化信号。 9. 根据权利要求 8 所述的卫星数据捕获方法， 其特征在于 ： 所述 “将所述第一预处理信号重新量化称为第一量化信号” 具体包括 ： 将所述捕获的数字信号与所述第一预处理信号相乘得到第一混合信号， 将所述第一混 合信号进行滤波得到第一滤波信号， 将第一滤波信号进行抽取得到第一抽取信号， 将所述 第一抽取信号量化成为第一量化信号 ； 所述 “将所述第二预处理信号重新量化称为第二量化信号” 具体包括 ： 将所述捕获的数字信号与所述第二预处理信号相乘得到第二混合信号， 将所述第二混 合信号进行滤波得到第二滤波信号， 将第二滤波信号进行抽取得到第。

11、二抽取信号， 将所述 第二抽取信号量化成为第二量化信号。 权 利 要 求 书 CN 103728632 A 3 3/3 页 4 10. 根据权利要求 7 所述的卫星数据捕获方法， 其特征在于， 所述 “将所述第一量化信 号存储成第一量化序列并输出， 将所述第二量化信号存储成第二量化序列并输出， 以及将 伪码存储成伪码序列并输出” 具体包括 ： 将所述第一量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第一量化序列并输出 ； 将所述第二量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第二量化序列并输出 ； 将所述伪码按照时间先后顺序拼接成 31 位的伪码序列并输出。 11. 根据权利要求 7 所述的卫星数据捕获。

12、方法， 其特征在于， 所述 “将所述第一量化序 列与所述伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 并将所述第二量化序列与所述伪码 序列进行异或后累加得到第二累加序列” 之后， 还包括 ： 根据所述捕获的数字信号的特性选择将所述第一累加序列和第二累加序列串行输出 或并行输出。 12. 根据权利要求 7 所述的卫星数据捕获方法， 其特征在于， 所述 “存储并输出所述第 一累加序列和所述第二累加序列” 具体包括 ： 分别对第一累加序列和第二累加序列进行存储和输出的乒乓操作。 权 利 要 求 书 CN 103728632 A 4 1/9 页 5 卫星数据捕获装置和捕获方法 技术领域 0001 本发明涉。

13、及一种数据通信技术， 特别是一种卫星数据捕获装置和捕获方法。 背景技术 0002 中国北斗导航系统已经实现亚太中国区域的覆盖， 实现了中国区域的导航。由于 中国北斗系统和欧洲 Galileo 导航系统的加入， 全球卫星导航系统的版图正在由美国的 GPS 和俄罗斯 GLONASS 两强统治的局面， 演变成多系统多频点多种信号体制兼容的局势。 新的系统和信号的加入， 势必会导致新一代全球卫星导航系统 （GNSS， Global Navigation Satellite System） 接收机需要使用更加通用的兼容多系统的捕获方法。 发明内容 0003 在下文中给出关于本发明的简要概述， 以便提供关。

14、于本发明的某些方面的基本理 解。应当理解， 这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关 键或重要部分， 也不是意图限定本发明的范围。 其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念， 以此作为稍后论述的更详细描述的前序。 0004 本发明的一个主要目的在于提供一种卫星数据捕获装置和捕获方法， 兼容多种调 制方式， 例如二相相移键控 （Binary Phase Shift Keying， BPSK） 调制， 四相相移键控信号 （Quadrature Phase Shift Keying， QPSK） 调制， 二进制偏置载波 （Binary Offset Carrier， BOC， 多。

15、种系统 （GPS， GLONASS， 北斗 2， Galileo） ， 多种码速率和码长。 0005 根据本发明的一方面， 一种卫星数据捕获装置， 包括 ： 0006 预处理单元， 用于对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第二量化 信号 ； 0007 存储单元， 用于将所述第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将所述第二量 化信号存储成第二量化序列并输出， 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 0008 并行累加单元， 用于将所述存储单元输出的所述第一量化序列与所述存储单元输 出的所述伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 以及将所述存储单元输出的所述第 二量化序列与所述伪码序列。

16、进行异或后累加得到第二累加序列 ； 0009 累加结果存储输出单元， 用于存储并输出所述第一累加序列和所述第二累加序 列 ； 0010 快速傅里叶变换单元， 用于将由所述第一累加序列的预定 N 位分别作为实部， 由 所述第二累加序列的预定 N 位分别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 N 个复数值 ； 0011 最大值检测单元， 用于对所述 N 个复数值进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应 的频率分量和伪码相位 ； 0012 以及， 0013 判决单元， 用于对所述最大值检测单元检测到的功率最大值与预设值进行比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相应的信号捕获成功。 说 明 书 C。

17、N 103728632 A 5 2/9 页 6 0014 根据本发明的第二方面， 一种卫星数据捕获方法， 其特征在于， 包括 ： 0015 对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第二量化信号 ； 0016 将所述第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将所述第二量化信号存储成第 二量化序列并输出， 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 0017 将所述第一量化序列与所述伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 并将所 述第二量化序列与所述伪码序列进行异或后累加得到第二累加序列 ； 0018 存储并输出所述第一累加序列和所述第二累加序列 ； 0019 将由所述第一累加序列的预定 N 位分。

18、别作为实部， 由所述第二累加序列的预定 N 位分别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 N 个复数值 ； 0020 对所述 N 个复数值进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应的频率分量和伪码相 位 ； 0021 以及， 0022 对所述功率最大值与预设值进行比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相 应的信号捕获成功。 0023 采用本发明的卫星信号捕获装置和捕获方法， 兼容多种调制方式 （BPSK， QPSK， BOC） ， 多种系统 （GPS， GLONASS， 北斗 2， Galileo） ， 多种码速率和码长， 并且运算效率高， 较 明显的节省了硬件资源。 附图说明 0024 参。

19、照下面结合附图对本发明实施例的说明， 会更加容易地理解本发明的以上和其 它目的、 特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中， 相同的或类似 的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。 0025 图 1 为本发明的卫星信号捕获装置的一种实施方式的结构图 ； 0026 图 2 为图 1 中的预处理单元的一种实施方式的结构图 ； 0027 图 3 为图 1 中的存储单元的数据存储模式的示意图 ； 0028 图 4 为图 1 中的存储单元的伪码存储模式的示意图 ； 0029 图 5、 图 6 为图 1 中的并行累加单元的并行累加的示意图 ； 0030 图 7 为本发明的卫星信。

20、号捕获方法的一种实施方式的流程图。 具体实施方式 0031 下面参照附图来说明本发明的实施例。 在本发明的一个附图或一种实施方式中描 述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。 应 当注意， 为了清楚的目的， 附图和说明中省略了与本发明无关的、 本领域普通技术人员已知 的部件和处理的表示和描述。 0032 参见图 1 所示， 为本发明的卫星数据捕获装置的一种实施方式的结构图。 0033 在本实施方式中， 卫星数据捕获装置包括预处理单元 10、 存储单元 20、 并行累加 单元 30、 累加结果存储输出单元 40、 快速傅里叶变换单元 50、 最大值检测单元 6。

21、0 以及判决 单元 70。 0034 其中， 预处理单元 10 用于对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第 说 明 书 CN 103728632 A 6 3/9 页 7 二量化信号。 0035 存储单元 20 用于将第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将第二量化信号 存储成第二量化序列并输出， 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 0036 并行累加单元 30 用于将存储单元输出的第一量化序列与存储单元输出的伪码序 列进行异或后累加得到第一累加序列， 以及将存储单元输出的第二量化序列与伪码序列进 行异或后累加得到第二累加序列。 0037 累加结果存储输出单元 40 用于存储并输出。

22、第一累加序列和第二累加序列。 0038 快速傅里叶变换单元50用于将由第一累加序列的预定N位分别作为实部， 由第二 累加序列的预定 N 位分别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 N1 个复数值， 其中 N 小 于或等于 N1。 0039 最大值检测单元 60 用于对相同伪码相位的 N1 个复数计算平方和， 再对其中相同 频率分量的值进行 M 次累加， 并对累加结果进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应的频率 分量和伪码相位。 0040 判决单元 70 用于对最大值检测单元 60 检测到的功率最大值与预设值进行比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相应的信号捕获成功。 0041 参见图。

23、 2 所示， 为预处理单元 10 的一种实施方式的结构图。 0042 在本实施方式中， 预处理单元包括数字频率合成模块 11、 第一再量化模块 12 和第 二再量化模块 13。 0043 其中， 数字频率合成模块 11 用于将捕获的数字信号处理成第一预处理信号和第 二预处理信号， 第一预处理信号和第二预处理信号为零频附近相互正交的信号。 0044 第一再量化模块 12 用于将第一预处理信号重新量化成为第一量化信号， 第二再 量化模块 13 用于将第二预处理信号重新量化成为第二量化信号。 0045 作为一种实施方式， 第一再量化模块12可以包括第一乘法器121， 第一FIR滤波器 122， 第一。

24、抽取模块 123 和第一量化模块 124。 0046 第一乘法器 121 用于将捕获的数字信号与第一预处理信号相乘得到零频附近的 第一混合信号data_mi， 第一FIR滤波器122用于将第一混合信号data_mi进行滤波得到第 一滤波信号 data_fi， 第一抽取模块 123 用于将第一滤波信号进行抽取得到第一抽取信号 data_di， 从而降低信号的处理速率， 第一量化模块 124 用于将第一抽取信号量化成为第一 量化信号 di1,.,dim。 0047 类似地， 第二再量化模块 13 可以包括第二乘法器 131， 第二滤波器 132， 第二抽取 模块 133 和第二量化模块 134。 。

25、0048 第二乘法器 131 用于将捕获的数字信号与第二预处理信号相乘得到第二混合信 号， 第二 FIR 滤波器 132 用于将第二混合信号进行滤波得到第二滤波信号， 第二抽取模块 133 用于将第二滤波信号进行抽取得到第二抽取信号， 从而降低信号的处理速率， 第二量化 模块 134 用于将第二抽取信号量化成为第二量化信号。 0049 数字频率合成模块11对捕获的数字信号adc进行预处理， 再分别与捕获的数字信 号相乘， 得到零频附近的数字信号 data_mi 和 data_mq。data_mi 和 data_mq 分别经过第一 FIR 滤波器 122 和第二 FIR 滤波器 132 处理后得。

26、到 data_fi 和 data_fq， 再分别经第一抽取 模块123和第二抽取模块133抽取后得到data_di和data_dq， 抽取的目的主要在于降低数 说 明 书 CN 103728632 A 7 4/9 页 8 字信号的处理速率。 0050 接下来， 第一量化模块 124 对 data_di 重新量化得到 “di1， .,dim” ， 第二量化模 块 134 对 data_dq 重新量化得到 “dq1， .,dqm” ， 其中 dim 和 dqm 都是一个 1bit 的数， 只 能表示成 “0” 和 “1” 。 0051 第一 FIR 滤波器 122 和第二 FIR 滤波器 132 。

27、具备多组带宽参数， 根据具体的情况 选择不同的参数。 0052 这里需要注意重新量化的实现和量化后数据的意义。 捕获的数字信号一般情况下 是两位量化， 即量化成 +-1 和 +-3， 表 1-1 给出了相关内容。 0053 以 data_di 为例子， 利用公式 (1.1) 说明重新量化的实现。 0054 假设 data_di 的均值为 V0， 方差为 ， 重新量化为 data_ti。data_ti 重新量化成 “di1， .,dim” ，“di1， .,dim” 对应的权值为 “A1， .,Am” ， (1.2) 给出了数学表达式。将 data_ti 量化成 +-1 和 +-3， 用 2bi。

28、t 表示， 具体实现见表 1-2。现在为了加快进度， 实现的时 候只使用了 1bit， data_ti 量化成 +-1，“0” 和 “1” 分别表示 -1 和 +1。 0055 0056 0057 表 1-12bit ADC 输入时的信号表示 0058 0059 表 1-2 重新量化实例 0060 data_ti A1A2di1di2 +11201 说 明 书 CN 103728632 A 8 5/9 页 9 -11210 +31211 -31200 0061 经预处理单元 10 处理后的第一量化信号 di1， .,dim 和第二量化信号 dq1， .,dqm 进入存储单元 20 进行存储。 。

29、0062 由于预处理将数据做了重新量化， 可以在性能损失较小的情况下， 存储更少的数 据， 节省后面的存储资源和运算资源。 0063 存储单元 20 将第一量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第一量化序列并输 出。存储单元 20 还将第二量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第二量化序列并输出。 0064 如图 3 所示， 存储单元 20 将第一量化信号和第二量化信号分别按照时间先后顺 序拼接成 62bit 的数据 Di(n) 和 Dq(n)。假设 di0(0) 是 I 支路输入的第一个数， di0(k-1) 则是第 k 个数 ； Di(n,j) 表示 Di(n) 中第 j 个 bit 。

30、对应的数值。那么 Di(1,61) 存储的值是 di0(0)， Di(1,0) 则是 di0(61)。那么 Di(n,j) 和 di0(k) 存在以下关系 ： 0065 Di(n,j)=di0(n*62-j-1) (0.3) 0066 同理 Dq(n,j) 和 dq0(k) 满足 ： 0067 Dq(n,j)=dq0(n*62-j-1) (0.4) 0068 伪码的存储和数据的存储类似， 存储单元 20 将伪码按照时间先后顺序拼接成 31 位的伪码序列并输出。 0069 参见图 4 所示， 对伪码 p 按时间先后拼接成 31bit 的数据 P(n)。假设 p(0) 是伪码 的第一个数， p(k。

31、-1) 则是第 k 个数 ； P(n,j) 表示 P(n) 中第 j 个 bit 对应的数值。则有 ： 0070 P(n,j)=p(n*31-j-1) (0.5) 0071 基于异或的并行累加的数学推导 0072 假设 X1 和 Y1 都是一个 1bit 的数， 其数值为 0 或 1。表 1-3 给出了时的真 值表， 从表中可以看出进行异或运算时 X1 和 Y1 相同时输出 0， 相异时输出 1。 0073 表 1-3的真值表 0074 0075 A1 和 B1 都是一个 2bit 的有符号数， 其数值为 -1 或 1。表 1-4 给出了 A1B1 时 的真值表， 从表中可以看出进行相乘运算时。

32、 X1 和 Y1 相同时输出 1， 相异时输出 -1。 0076 表 1-4A1B1 的真值表 说 明 书 CN 103728632 A 9 6/9 页 10 0077 0078 则 Xn 与 An， Yn 与 Bn 具备如下关系 ： 0079 An=2Xn-1 (0.6) 0080 Bn 2Yn-1 (0.7) 0081 假设数列 X1， ， Xn 和数列 Y1， ， Yn 中， 相同下标的数有 L 个数值相同， 则 有 ： 0082 0083 那么相应的数列 A1， ， An 和数列 B1， ， Bn 中， 相同下标的数有 L 个数值相 同， N-L 个不同， 则有 ： 0084 0085。

33、 由 (0.8) 和 (0.9) 可以得出 ： 0086 C=N-2Z (0.10) 0087 参见图 5、 图 6 所示， 并行累加单元 30 的并行累加的示意图。 0088 在一种实施方式中， 将第一量化序列与伪码序列进行并行累加得到第一累加 序列， 同时将第二量化序列与伪码序列进行并行累加得到第二累加序列， 可以实现 2046 （62*33） 点的并行累加。 0089 并行累加有两种结果输出模式， 可以根据捕获的数字信号的特性进行选择。一种 是将并行计算出来的结果 Si2(m,n,1),.,Si2(m,n,11) 串行输出 （图 5） ， 另一种是直接输 出 2046 点的结果 Si3(。

34、m,n)（图 6） 。 0090 经并行累加单元 30 处理后的第一累加序列和第二累加序列输入到累加结果存储 单元 40 进行存储。 0091 并行累加单元 30 可以在现场可编程门阵列 （Field Programmable Gate Array,FPGA） 中实现。并行累加可以充分利用 FPGA 的特性， 进而节约硬件资源。 0092 在一种实施方式中， 累加结果存储输出单元 40 可以包括两组双 RAM 存储器， 用于 分别对第一累加序列和第二累加序列进行存储和输出的乒乓操作。 0093 例如， 第一累加序列存入第一双 RAM 存储器。每一个双 RAM 存储器包含两组 RAM 存储器。第。

35、一累加序列首先存入第一 RAM 存储器， 当第一组存满了后， 相应的数据存入第二 组 RAM 存储器， 同时启动对第一组数据的读出。第二组 RAM 存储器存满了后， 数据存储切换 到第一组 RAM 存储器， 同时启动对第二组数据的读出。 说 明 书 CN 103728632 A 10 7/9 页 11 0094 采用乒乓操作， 可以充分利用存储空间， 因而可节省硬件中的存储资源。 0095 快速傅里叶变换单元50将由累加结果存储输出单元40输出的第一累加序列的预 定 N 位分别作为实部， 由累加结果存储输出单元 40 输出的第二累加序列的预定 N 位分别作 为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 。

36、N1 个复数值， 即为频谱值， 其中 N 小于或等于 N1。 0096 最大值检测单元 60 对快速傅里叶变换单元 50 输出的 N1 个复数值对相同伪码相 位的 N1 个复数计算平方和 （相干积分） ， 再对其中相同频率分量的值进行 M 次累加 （非相干 积分） ， 并对累加结果进行最大值查找， 得到功率最大值、 相应的频率分量和伪码相位。其 中， 进行非相干积分时选取的预设次数 （M） 与非相干积分时选取的预设的加权系数根据需 要捕获的信号的特性以及具体需求来进行设置。 0097 在一种实施方式中， 最大值检测单元 60 对非相干积分后的 N 个累加结果作比较， 得到第 i 次功率最大值 。

37、Pmax_i 和相应的频率分量 fre_i。 0098 最大值检测单元60获取一个周期内的Pmax_i和相应的频率分量fre_i， 最终得到 一个周期匹配相关的功率最大值 Pmax、 相应的频率分量 fre 和相应的伪码相位 Paddr。 0099 最后， 判决单元 70 对最大值检测单元 60 检测到的功率最大值 Pmax 与预设值进行 比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相应的信号捕获成功。判决单元 70 例如可以 设置在 DSP 中。 0100 例如， 首先利用一个不存在的伪码， 经预处理单元 10、 存储单元 20、 并行累加单元 30、 累加结果存储输出单元 40、 快速傅里。

38、叶变换单元 50 和最大值检测单元 60 处理后得到 最大值 Pmax， 设为 Pmax0。然后， 对与需要的伪码相对应的捕获信号进行做捕获， 得到最大 值 Pmax， 设为 Pmax1。当 Pmax1/Pmax0 大于预设的门限值 R 时， 则认为捕获成功， 否则认为 失败。 0101 参见图 7 所示， 为本发明的卫星数据捕获方法的一种实施方式。 0102 在本实施方式中， 卫星数据捕获方法包括 ： 0103 S10: 对捕获的数字信号进行预处理， 得到第一量化信号和第二量化信号 ； 0104 S20 ： 将第一量化信号存储成第一量化序列并输出， 将第二量化信号存储成第二量 化序列并输出，。

39、 以及将伪码存储成伪码序列并输出 ； 0105 S30: 将第一量化序列与伪码序列进行异或后累加得到第一累加序列， 并将第二量 化序列与伪码序列进行异或后累加得到第二累加序列 ； 0106 S40 ： 存储并输出第一累加序列和第二累加序列 ； 0107 S50 ： 将由第一累加序列的预定 N 位分别作为实部， 由第二累加序列的预定 N 位分 别作为虚部的复数进行快速傅里叶变换得到 N1 个复数值， 其中 N 小于或等于 N1 ； 0108 S60 ： 对相同伪码相位的 N1 个复数计算平方和 （相干积分） ， 再对其中相同频率分 量的值进行 M 次累加 （非相干积分） ， 并对累加结果进行最大。

40、值查找， 得到功率最大值、 相应 的频率分量和伪码相位。其中， 进行非相干积分时选取的预设次数 （M） 与非相干积分时选 取的预设的加权系数根据需要捕获的信号的特性以及具体需求来进行设置。 0109 以及， 0110 S70 ： 对功率最大值与预设值进行比较， 当二者的比值大于门限值时， 则与伪码相 应的信号捕获成功。 0111 在 S70 中， 预设值的选取例如可以按照以下方法进行 ： 说 明 书 CN 103728632 A 11 8/9 页 12 0112 例如， 首先利用一个接收到信号中不存在但是特性相同的伪码， 经预处理单元 10、 存储单元 20、 并行累加单元 30、 累加结果存。

41、储输出单元 40、 快速傅里叶变换单元 50 和最大 值检测单元 60 处理后得到最大值 Pmax， 设为 Pmax0。然后， 对与需要的伪码相对应的捕获 信号进行做捕获， 得到最大值 Pmax， 设为 Pmax1。当 Pmax1/Pmax0 大于预设的门限值 R 时， 则认为捕获成功， 否则认为失败。 0113 在一种实施方式中， 步骤 S10 可以具体包括 ： 0114 S11 ： 将捕获的数字信号处理成第一预处理信号和第二预处理信号， 第一预处理信 号和第二预处理信号为零频附近相互正交的信号 ； 0115 S12 ： 将第一预处理信号重新量化成为第一量化信号 ； 0116 以及， 011。

42、7 S13 ： 将第二预处理信号重新量化成为第二量化信号。 0118 步骤 S12 可以具体包括 ： 0119 将捕获的数字信号与第一预处理信号相乘得到第一混合信号， 将第一混合信号进 行滤波得到第一滤波信号， 将第一滤波信号进行抽取得到第一抽取信号， 将第一抽取信号 量化成为第一量化信号。 0120 步骤 S13 可以具体包括 ： 0121 将捕获的数字信号与第二预处理信号相乘得到第二混合信号， 将第二混合信号进 行滤波得到第二滤波信号， 将第二滤波信号进行抽取得到第二抽取信号， 将第二抽取信号 量化成为第二量化信号。 0122 在一种实施方式中， 步骤 S20 可以具体包括 ： 0123 。

43、将第一量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第一量化序列并输出 ； 0124 将第二量化信号按时间先后顺序拼接成 62 位的第二量化序列并输出 ； 0125 以及， 0126 将伪码按照时间先后顺序拼接成 31 位的伪码序列并输出。 0127 在一种实施方式中， 步骤 S30 还可以包括 ： 0128 根据捕获的数字信号的特性选择将所述第一累加序列和第二累加序列串行输出 或并行输出。 0129 在一种实施方式中， 步骤 S40 可以具体包括 ： 0130 分别对第一累加序列和第二累加序列进行存储和输出的乒乓操作。 0131 采用本发明的卫星数据捕获装置和捕获方法， 兼容多种调制方式 （BPS。

44、K， QPSK， BOC） ， 多种系统 （GPS， GLONASS， 北斗 2， Galileo） ， 多种码速率和码长， 且运算速率较高， 且 可节省硬件资源。 0132 上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。 如本领域的普通技术人员所能 理解的， 本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件， 可以在任何计算设备 （包括处 理器、 存储介质等） 或者计算设备的网络中， 以硬件、 固件、 软件或者它们的组合加以实现， 这是本领域普通技术人员在了解本发明的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实 现的， 因此不需在此具体说明。 0133 此外， 显而易见的是， 在上面的说明中涉及到可能。

45、的外部操作的时候， 无疑要使用 与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、 相应的接口和控制程序。 总而言之， 说 明 书 CN 103728632 A 12 9/9 页 13 计算机、 计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、 软件和实现本发明的前述方法中的各 种操作的硬件、 固件、 软件或者它们的组合， 即构成本发明的设备及其各组成部件。 0134 因此， 基于上述理解， 本发明的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个 程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此， 本发明的目 的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。 也就是 。

46、说， 这样的程序产品也构成本发明， 并且存储或者传输这样的程序产品的介质也构成本发 明。 显然， 所述存储或者传输介质可以是本领域技术人员已知的， 或者将来所开发出来的任 何类型的存储或者传输介质， 因此也没有必要在此对各种存储或者传输介质一一列举。 0135 在本发明的设备和方法中， 显然， 各部件或各步骤是可以分解、 组合和 / 或分解后 重新组合的。 这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。 还需要指出的是， 执行上 述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行， 但是并不需要一定按照时 间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时， 在上面对本发明具体实施例的 描。

47、述中， 针对一种实施方式描述和 / 或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多 个其它实施方式中使用， 与其它实施方式中的特征相组合， 或替代其它实施方式中的特征。 0136 应该强调， 术语 “包括 / 包含” 在本文使用时指特征、 要素、 步骤或组件的存在， 但 并不排除一个或更多个其它特征、 要素、 步骤或组件的存在或附加。 0137 虽然已经详细说明了本发明及其优点， 但是应当理解在不超出由所附的权利要求 所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、 替代和变换。 而且， 本发明的范 围不仅限于说明书所描述的过程、 设备、 手段、 方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通 技。

48、术人员从本发明的公开内容将容易理解， 根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实 施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、 现有和将来要被开发的过程、 设备、 手段、 方法或者步骤。 因此， 所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、 设备、 手 段、 方法或者步骤。 说 明 书 CN 103728632 A 13 1/4 页 14 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103728632 A 14 2/4 页 15 图 3图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103728632 A 15 3/4 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 103728632 A 16 4/4 页 17 图 7 说 明 书 附 图 CN 103728632 A 17 。