黄夏妹,王雪,陈校非,郭瑶

(1.中国科学院 国家授时中心,西安 710600；2.中国科学院 精密导航定位与定时技术重点实验室,西安 710600；3.中国科学院大学 物理科学学院,北京 101048；4.中国科学院大学 电子电气与通信工程学院,北京 101048)

0 引言

近年来,各国卫星导航系统的发展十分迅速,已经成为信息时代国家重要的基础设施之一[1]。信号体制是卫星导航系统的关键技术之一,近年来GPS L1频点的信号体制经历了从BPSK(binary phase shift keying)到BOC(binary offset carrier)再到MBOC(multiplexed BOC)的发展[2-3]。新的信号体制为卫星导航信号的接收带来了巨大的挑战,尤其是MBOC信号在测距码周期上的变化；QMBOC(quadrature multiplexed BOC)和TMBOC(time multiplexed BOC)信号的测距码周期是10 ms,CBOC(composite BOC)的测距码周期是4 ms,而传统的BPSK信号测距码周期是1 ms。与传统BPSK信号相比,在使用相同接收方法的前提下,导致MBOC信号捕获时运算量的成倍增长。因此有关MBOC的信号捕获研究中多围绕着如何降低运算复杂度展开。文献[4]介绍了一种优化GPS(global positioning system)系统的L1 CA码信号捕获法,该方法通过信号压缩来降低CA码捕获运算复杂度,进而提高捕获性能。在文献[5]中将稀疏傅里叶变换应用于GPS L1CA码捕获,这种方法通过降采样减少FFT(fast Fourier transform)的点数,提高捕获效率,优化捕获性能。由于TMBOC信号码周期与GPS L1 CA码周期不一样,并且TMBOC信号在一个码周期内发生导航电文跳变的概率和GPS L1CA码不一样,所以该方法不能直接用于TMBOC信号捕获。文献[6]将改进的稀疏傅里叶变换(sparse Fourier transform,SFT)应用于QZSS(the Quasi-Zenith satellite system)系统中的TMBOC信号捕获,研究表明,该方法有效降低了捕获时的运算复杂度,提高了捕获效率。本文将SFT方法分别应用于QMBOC,TMBOC和CBOC信号捕获,并将该方法与传统的整周期FFT捕获方法进行了对比,对比3种MBOC信号的捕获的性能。……