本發(fā)明屬于但不限于gnss導(dǎo)航接收機，尤其涉及一種基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、gnss導(dǎo)航接收機對衛(wèi)星信號的捕獲過程包括混頻、相關(guān)運算、相干積分/非相干積分和判決幾個部分，如圖1所示。其中判決器是將前面運算所得的檢測量與判決門限比較，從而決定此次捕獲成功與否。但由于噪聲和干擾等的存在，信號所在搜索單元上的檢測量有時會受到削弱，而其它搜索單元上的檢測量有時卻會出現(xiàn)峰值，導(dǎo)致漏檢或虛警現(xiàn)象。因此導(dǎo)航接收機在一個搜索單元上判決成功后不應(yīng)該立刻從捕獲狀態(tài)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，而應(yīng)該繼續(xù)對該單元進一步確認(rèn)。

2、通用的捕獲驗證策略一般采取如圖2所示模式：其步驟是首先將待檢測量與門限值進行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整捕獲驗證過程中所設(shè)置的參數(shù)或計數(shù)器，如對參數(shù)或計數(shù)器進行加減運算等，最后再根據(jù)調(diào)整后的參數(shù)或計數(shù)器值，對驗證結(jié)果進行反饋，反饋結(jié)果包括：在該搜索單元捕獲成功并結(jié)束捕獲、在該搜索單元捕獲失敗并判斷是否進行下一單元的搜索、尚未結(jié)束驗證并繼續(xù)在該搜索單元進行捕獲驗證。

3、導(dǎo)航接收機的捕獲驗證算法通?？梢苑譃楣潭ㄋ阉鲿r間法和可變搜索時間法兩種類型。固定搜索時間法是指接收機在每個搜索單元上總共搜索一個預(yù)先設(shè)定的固定時間，然后再根據(jù)這一時間段內(nèi)對搜索單元的多次搜索結(jié)果做出捕獲成功與否的判斷，其代表算法有n之m算法；而可變搜索時間法是指接收機按照一定規(guī)則并結(jié)合當(dāng)時的檢測情況而在各個搜索單元上可能搜索一個互不相等的時間，其代表算法有tong算法。下面對這兩種代表檢測策略詳細(xì)說明。

4、1.n中取m的捕獲策略，即n之m策略

5、n之m策略：對一個搜索單元進行n次搜索，對于單次判決，如果待檢測量v超過門限，則計數(shù)器的值m加1。如果已完成n次搜索且成功次數(shù)不小于m，則認(rèn)為在該頻率區(qū)間捕獲成功，否則捕獲失敗，其流程如圖3所示。

6、2.tong捕獲搜索檢測法

7、tong搜索檢測法是一種可變搜索時間形式的線性搜索法，它原則上是對那些難以確定信號被捕獲成功與否的搜索單元追加更多的搜索時間，其流程如圖4所示。它包含一個計數(shù)變量k，以及計數(shù)變量k的門限a和計數(shù)變量k的初始值。首先，當(dāng)接收機在某個搜索單元開始搜索信號時，計數(shù)變量k的值先被預(yù)置成b；接著，在每次結(jié)束對信號的積分之后，該算法比較待檢測量v與捕獲門限值th的大小，以決定是否需要繼續(xù)對當(dāng)前搜索單元的搜索。與0和門限值a相比，k值的大小會出現(xiàn)以下三種情況：一是k值大于0卻小于a，此時接收機需要留下來追加一遍對當(dāng)前搜索單元的搜索；二是k值等于a，此時該算法認(rèn)為接收機在當(dāng)前搜索單元已經(jīng)成功地捕獲到了信號，二維搜索也隨之結(jié)束；三是k值等于0，此時接收機應(yīng)該放棄對當(dāng)前搜索單元的搜索，并轉(zhuǎn)到下一搜索單元繼續(xù)進行如圖4所示的搜索流程。

8、現(xiàn)有技術(shù)存在的急需解決的技術(shù)問題為：tong搜索檢測法在低載噪比情況下，特別是當(dāng)單次檢測概率接近0.5時，k值會在加1和減1之間反復(fù)振蕩，因而檢測次數(shù)多，計算量大大增大。n之m搜索檢測策略是一種搜索次數(shù)固定的檢測策略，因此檢測性能比可變搜索時間法的tong搜索檢測策略差。因為衛(wèi)星信號捕獲搜索檢測策略在很大程序上影響了接收機的首次定位時間，所以一個較好的信號捕獲搜索檢測策略應(yīng)該具有較少的逗留時間。而以上兩種傳統(tǒng)檢測策略的時間性能并不是非常理想，檢測次數(shù)多，捕獲時間長。而且如果一個捕獲單元被判定為噪聲單元，那么它的待檢測量會被直接棄之不用，然后接著去搜索其它捕獲單元，之前的待檢測量就不能被利用起來。因此，急需一種新的信號捕獲搜索檢測策略。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法及系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法，包括：s1，設(shè)定第一門限值th1和第二門限值th2，且滿足th1>th2；s2，某個搜索單元的一次捕獲驗證過程中，對于搜索單元的待檢測量v，首先判斷v是否大于或等于th1，若滿足，則認(rèn)為此搜索單元中的信號足夠強，聲明捕獲成功，并結(jié)束捕獲過程；s3，若v小于th1，則進一步判斷v是否小于th2，若滿足，則認(rèn)為此搜索單元中的信號足夠弱，判定為噪聲單元，若當(dāng)前搜索單元為最后一個搜索單元，則聲明所捕獲衛(wèi)星信號不存在，并結(jié)束捕獲過程，否則選擇下一個搜索單元；s4，若v介于th1和th2之間，認(rèn)為當(dāng)前搜索單元可能是信號單元，需要計算當(dāng)前搜索單元的待檢測量v與噪聲均值的關(guān)系，并基于計算結(jié)果調(diào)整捕獲驗證參數(shù)或計數(shù)器，對該搜索單元進行捕獲驗證。

3、進一步，所述噪聲均值計算包括：取多個判定為噪聲的搜索單元的待檢測量值；對待檢測量值進行累加，并計算幾何平均值。

4、進一步，所述s4中，計算待檢測量v與噪聲均值的關(guān)系的方法包括：計算二者的比值；計算二者的差值；依據(jù)比值r或差值δ進行信號評估。

5、進一步，所述搜索單元的捕獲驗證參數(shù)或計數(shù)器的調(diào)整包括：若比值r或差值δ超過預(yù)設(shè)閾值，則提高該搜索單元的捕獲置信度，并增加累計計數(shù)器值；若比值r或差值δ低于預(yù)設(shè)閾值，則降低該搜索單元的捕獲置信度，并減少累計計數(shù)器值。

6、進一步，所述第一門限值th1和第二門限值th2可根據(jù)歷史檢測數(shù)據(jù)進行動態(tài)調(diào)整，其中：若多個搜索單元的待檢測量v低于th1但介于th2和th1之間，則降低th1以提高捕獲靈敏度；

7、若噪聲均值明顯上升，則提高th2以減少噪聲誤判為弱信號的概率。

8、進一步，該方法還包括在捕獲失敗時重新調(diào)整搜索策略，其中：記錄所有已檢測搜索單元的待檢測量v，并計算最大值vmax；若vmax介于th2和th1之間，則將其作為新門限，并重新執(zhí)行捕獲驗證。

9、本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法的基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：信號檢測模塊，用于獲取搜索單元的待檢測量，并與設(shè)定的第一門限和第二門限進行比較；噪聲分析模塊，用于計算多個噪聲單元的噪聲均值，并實時更新噪聲基準(zhǔn)值；信號評估模塊，用于對介于第一門限和第二門限之間的待檢測量進行評估，并根據(jù)待檢測量與噪聲均值的關(guān)系調(diào)整捕獲策略；動態(tài)調(diào)整模塊，用于根據(jù)搜索單元的檢測結(jié)果，對第一門限和第二門限進行動態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)不同的信號環(huán)境。

10、進一步，所述信號檢測模塊包括：比較單元，用于依次判斷待檢測量是否大于或等于第一門限，若滿足則判定捕獲成功；噪聲篩選單元，用于判斷待檢測量是否低于第二門限，若滿足則判定為噪聲單元，并決定是否繼續(xù)搜索下一個單元。

11、進一步，所述噪聲分析模塊包括：數(shù)據(jù)存儲單元，用于存儲多個噪聲單元的待檢測量數(shù)據(jù)；均值計算單元，用于計算噪聲單元的噪聲均值，并更新噪聲基準(zhǔn)值；動態(tài)更新單元，用于在系統(tǒng)運行過程中持續(xù)計算和調(diào)整噪聲均值，以適應(yīng)信號環(huán)境變化。

12、進一步，所述動態(tài)調(diào)整模塊包括：門限調(diào)整單元，用于根據(jù)歷史搜索數(shù)據(jù)調(diào)整第一門限和第二門限，以優(yōu)化信號捕獲；自適應(yīng)參數(shù)單元，用于基于信號評估結(jié)果，對捕獲參數(shù)進行實時調(diào)整；捕獲策略優(yōu)化單元，用于依據(jù)信號評估模塊的反饋結(jié)果，動態(tài)優(yōu)化捕獲策略，提高信號檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

13、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機設(shè)備，計算機設(shè)備包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得處理器執(zhí)行所述的基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法的步驟。

14、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得處理器執(zhí)行所述的基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證方法的步驟。

15、本發(fā)明的另一目的在于提供一種信息數(shù)據(jù)處理終端，信息數(shù)據(jù)處理終端包括所述的基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證系統(tǒng)。

16、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點及積極效果為：第一、本發(fā)明提出的基于噪底基準(zhǔn)值的多門限捕獲驗證策略與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：1.本發(fā)明通過設(shè)置多個門限，可以更加快速地結(jié)束對較強信號或較弱信號單元的搜索驗證過程；2.現(xiàn)有技術(shù)中，如果一個捕獲單元被判定為噪聲單元，那么它的待檢測量會被直接棄之不用，然后接著去搜索其它捕獲單元。本發(fā)明所提出的策略可以充分利用每一個搜索單元的待檢測量，利用被判定為噪聲單元的待檢測量值，計算出噪聲幅值或能量均值，進而用以對后面捕獲單元信號的評估；3.現(xiàn)有技術(shù)中，在每次搜索過程中，對驗證參數(shù)或計數(shù)器的更新調(diào)整步長一般為1，即每次增加1或減少1。本發(fā)明所提出的策略根據(jù)當(dāng)前搜索單元中待檢測量與噪聲均值的關(guān)系，可以判斷當(dāng)前信號的強度，進而加速對驗證參數(shù)或計數(shù)器步長的更新調(diào)整。從而確保在盡量減小漏檢概率的同時，加速整個捕獲驗證過程。

17、第二、本發(fā)明的技術(shù)方案應(yīng)用到衛(wèi)星導(dǎo)航接收機中，在兼顧了虛警漏警的前提下有效提高捕獲衛(wèi)星的速度，縮短衛(wèi)星導(dǎo)航接收機的首次定位速度和失鎖重定位時間。尤其在城市山谷等地帶，衛(wèi)星信號被天橋、隧道、山體和樹木等頻繁遮擋，接收機會進行頻繁的失鎖重定位，失鎖重定位時間對于用戶體驗十分直觀深刻，迅速重定位是衛(wèi)星導(dǎo)航接收機性能的一個重要因素，本發(fā)明縮短首次定位和重定位時間使得接收機模塊，更具商業(yè)競爭力。

18、本發(fā)明的技術(shù)方案解決了虛警漏警和捕獲速度的矛盾，漏警會減少可用衛(wèi)星，可能會導(dǎo)致捕獲衛(wèi)星失敗，虛警會導(dǎo)致后續(xù)定位錯誤。為了降低虛警和漏警，需對捕獲結(jié)果多次捕獲確認(rèn)，多次捕獲確認(rèn)導(dǎo)致捕獲出結(jié)果速度慢，最終定位慢，除了影響首次定位也可能導(dǎo)致失鎖重定位時間指標(biāo)不合格，重定位時間直接對用戶的體驗直觀，極大的影響用戶體驗和方案選擇。

19、本發(fā)明解決了這個矛盾，快速剔除噪聲檢測單元檢測出有用信號，實現(xiàn)在兼顧虛警漏警得前提下更快速的捕獲到衛(wèi)星信號，縮短定位時間。