衛(wèi)星信號捕獲

衛(wèi)星信號的捕獲捕獲和追蹤的關(guān)系和轉(zhuǎn)換信號捕獲原理的概況接收機(jī)的啟動方式信號捕獲中需要解決的問題信號搜索和捕獲的算法捕獲和追蹤的關(guān)系和轉(zhuǎn)換為了讓接收機(jī)跟蹤環(huán)路成功地跟蹤GPS衛(wèi)星信號，接收機(jī)內(nèi)部所初始復(fù)制的載波和C/A碼信號必須與接收機(jī)信號吻合到一定程度。否則,若復(fù)制信號與接收信號之間的差異超過跟蹤環(huán)路的牽引范圍，則環(huán)路會對信號失鎖。因此,我們先要估計出接收信號的載波多普勒頻移和碼相位這兩個參數(shù),然后根據(jù)這些信號參數(shù)估計值初始化跟蹤環(huán)路,來幫助接收通道展開對信號的追蹤。信號捕獲的目的就是獲取所有可見衛(wèi)星的的載波頻率碼相位的粗略估計值。捕獲和追蹤的關(guān)系和轉(zhuǎn)換籠統(tǒng)的講，當(dāng)接收機(jī)搜索到某個衛(wèi)星信號后，相應(yīng)的接收通道就從捕獲階段進(jìn)入跟蹤階段。下圖描述了一種接收通道在捕獲與跟蹤階段之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換情況:信號捕獲原理的概況為了估算某個衛(wèi)星信號載波頻率和碼相位這兩個參數(shù)值,接收機(jī)的信號捕獲過程一般是通過對該衛(wèi)星信號的載波頻率和碼相位這二維進(jìn)行掃描式搜索來完成的,一旦信號被搜索到并得到確認(rèn),捕獲過成也就結(jié)束了?？墒窃趯σ粋€衛(wèi)星的載波頻率和碼相位二維搜索前,接收機(jī)首先需要確定這個衛(wèi)星有可能可見而且值得對其信號進(jìn)行搜索,而確定依據(jù)的信息大多是來自衛(wèi)星星歷和歷書,當(dāng)然還有其他的一些信息。根據(jù)這些信息,接收機(jī)會對32顆衛(wèi)星進(jìn)行優(yōu)先次序排序,這樣,衛(wèi)星信號的捕獲實際上是關(guān)于偽碼,頻率和碼相位的三維掃描。信號捕獲原理的概況接收機(jī)啟動方式接收機(jī)在定位時，用戶最為關(guān)心的一個接收機(jī)性能是首次定位所需的時間，即接收機(jī)啟動后直到給出第一個GPS定位結(jié)果所需的時間。而這個性能和接收機(jī)的啟動方式有直接關(guān)系。接收機(jī)啟動方式通常有三種：冷啟動，暖啟動，熱啟動。冷啟動：在冷啟動時，接收機(jī)不知道當(dāng)前的時間和所處的位置，并且它的存儲器上也沒有保存任何有效的衛(wèi)星星歷與歷書。因此，接收機(jī)只能在整個GPS星座中逐個依次搜索所有衛(wèi)星，并對每個衛(wèi)星進(jìn)行最大范圍的二維搜索。在獲得至少4顆衛(wèi)星的信息和星歷之后，才能完成定位。冷啟動的時間大概在60S。接收機(jī)啟動方式暖啟動：是指接收機(jī)沒有有效星歷但卻掌握著誤差小于5分鐘的當(dāng)前時間，誤差小于100km的當(dāng)前位置以及有效歷書的情況下的啟動。他可以大致確定三維搜索范圍。時間大概在45S左右。熱啟動：如果接收機(jī)不但具備暖啟動的條件，而且還保存著有效星歷，那么接收機(jī)可以進(jìn)行熱啟動。熱啟動的接收機(jī)可以準(zhǔn)確計算出各顆衛(wèi)星的可見性及其相當(dāng)小的搜索范圍。時間大概為12s