基于CUDA的BDS信号捕获方法

发布时间：2022-01-17 02:51

　　针对NH码跳变影响BDS捕获灵敏度的问题,提出了一种剥离NH码的方法。利用首次捕获结果,通过抽样值进行完全匹配,剥离NH码后使用相干累积算法。利用CUDA平台强大的并行性和浮点计算能力降低捕获算法的运行时间,解决了BDS捕获算法存在大量相关运算耗时的问题。仿真结果表明,所提捕获算法可以完整剥离NH码,提高了BDS软件接收机的灵敏度。使用CUDA平台的捕获算法,相比仅依赖CPU的运算速度有较大的提升。可以满足对北斗接收机高灵敏度和实时性的要求。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(09)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

基于FFT算法的信号捕获原理图

图2是在-25dB的信噪比环境下,取1ms中频信号,使用FFT算法捕获北斗卫星的结果。可以看出,即使在信噪比相对较高的环境下,依然很难区分出相关值的尖峰,不能准确的完成捕获。图3是本文所提算法在-32dB 的信噪比的环境下,叠加20ms中频信号,对#14号北斗卫星进行相干累积的运算结果。从图中可以清晰找到相关值的尖峰,且与其它相关值区分明显。图4是码相位捕获相关值归一化后的结果,可以清晰看出准确的捕获到码相位。图5是在-32dB的信噪比下,捕获到的北斗卫星。通常至少需要捕获到四颗卫星,才能够进行PVT解算。该算法共捕获到6颗卫星,可以满足卫星定位的需求。为了比较剥离NH码后的相干累积算法和非相干累积算法的捕获的灵敏度,在20ms累积长度下,在不同的信噪比条件下使用两种算法进行捕获实验。结果如图5所示。从图中可以看出采用相干累积算法比非相干累积算法有4dB左右的增益。在信噪比为-39dB的极低的环境下,相干累积算法依然有大约50%的捕获成功率,非相干累积捕获成功率非常低,几乎不可用。

图3是本文所提算法在-32dB 的信噪比的环境下,叠加20ms中频信号,对#14号北斗卫星进行相干累积的运算结果。从图中可以清晰找到相关值的尖峰,且与其它相关值区分明显。图4是码相位捕获相关值归一化后的结果,可以清晰看出准确的捕获到码相位。图5是在-32dB的信噪比下,捕获到的北斗卫星。通常至少需要捕获到四颗卫星,才能够进行PVT解算。该算法共捕获到6颗卫星,可以满足卫星定位的需求。为了比较剥离NH码后的相干累积算法和非相干累积算法的捕获的灵敏度,在20ms累积长度下,在不同的信噪比条件下使用两种算法进行捕获实验。结果如图5所示。从图中可以看出采用相干累积算法比非相干累积算法有4dB左右的增益。在信噪比为-39dB的极低的环境下,相干累积算法依然有大约50%的捕获成功率,非相干累积捕获成功率非常低,几乎不可用。图4 码相位捕获结果图

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3593903