CN116430415B - 一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法 - Google Patents

Abstract

一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，通过检测多个待检测量峰值和比较门限值，并通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元信号的可信度和信号的质量，动态调整捕获验证的参数，加速对错误的搜索单元以及强信号单元的搜索，以便减少检测次数，同时也可以提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率。

Description

一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法

技术领域

本发明涉及全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)捕获技术设备导航接收机中的基带数字信号处理技术领域，特别是一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法。

背景技术

导航接收机设计一般包括有射频前端处理、基带数字信号处理和定位导航运算三个模块。其中，基带数字信号处理过程一般包括捕获、跟踪、位同步和帧同步等。其中对某个卫星信号的捕获过程是对所接收的信号进行时域和频域的二维搜索。其主要过程是对信号的检测和验证。

首先描述一下搜索单元的概念。GNSS导航卫星信号是经过频率和扩频码调制的，因此对某颗卫星信号的捕获过程是通过对该卫星信号的载波频率和码相位这二维进行扫描时搜索来完成。每一个码相位点和每一个频点的交点成为一个搜索单元。接收机在一个搜索单元上搜索时，所复制的载波频率与码相位值对应于该搜索单元的中心点位置。例如图1中针对一颗卫星的频率和码相位二维搜索及搜索单元。

接收机以搜索单元为基本单位对接收到的导航卫星信号进行搜索，当某个搜索单元通过检测阶段后会进入验证阶段，即按照一定的检测验证策略继续在该单元内进行搜索，通过验证的搜索单元被认定为存在信号，否则将开始检测下一搜索单元。图2是现有技术中导航接收机捕获过程的框架示意图。图2中包括步骤1，进入开始捕获阶段；步骤2，选择第一个搜索单元；步骤3，判断是否通过检测验证阶段，如果通过，则进入步骤6，如果不通过，则进入步骤4；步骤4，当前搜索单元是否最后一个单元，如果否，则选择下一个搜索单元后返回步骤3，如果是，则进入步骤5；步骤5，声明信号不存在，并结束捕获过程；步骤6，声明信号捕获成功，并结束捕获过程。

其中检测的作用是通过混频、相关运算、相干积分/非相干积分等运算得到信号检测量，并通过一定的判决策略得到检测结果，常用的判决策略有门限值判决和最大值判决。验证的作用是通过一定的验证策略最终判断该方格上有无信号，常用的检测验证算法分为单次驻留和多次驻留验证策略。其中多次驻留验证策略又分为固定搜索时间法和可变搜索时间法两种类型。顾名思义，固定搜索时间法是指接收机在每个搜索单元上总共搜索一个预先设定的固定时间，然后再根据这一时间段内对搜索单元的多次搜索结果做出捕获成功与否的判断，其代表算法有N之M算法(如果已完成N次搜索且成功次数不小于M，则认为在该频率区间捕获成功，否则捕获失败)；而可变搜索时间法是指接收机按照一定规则并结合当时的检测情况而在各个搜索单元上可能搜索一个互不相等的时间，它的总体捕获性能一般要好于固定搜索时间法，其代表算法有Tong算法。

Tong搜索检测法是一种可变搜索时间形式的线性搜索法，它原则上是对那些难以确定信号被捕获成功与否的搜索单元追加更多的搜索时间，其流程如图3所示，包含步骤1，检测量计算(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)；步骤2，判断是否检测量V≥检测量门限VT，如果是，则进入流程a，如果否，则进入流程b；流程a包括步骤a3，计数器K值增加1；步骤a4，判断是否K＝阈值A，如果是，则声明信号捕获成功，如果否，则继续在该单元搜索；流程b包括步骤b3，计数器K值减1；步骤b4，判断是否K＝0，如果否，则继续在该单元检索，如果是，则进入步骤b5；步骤b5，判断当前搜索单元是否是最后一个单元，如果是，则声明信号不存在并结束捕获过程，如果否，则判断信号尚未捕获，重置计数器K值为B(B为减少初始值)，返回步骤1继续下一单元的搜索。如图该检测算法在低载噪比情况下，特别是当单次检测概率接近0.5时，K值会在加1和减1之间反复振荡，因而检测次数多，计算量大大增大。

因为卫星信号捕获搜索检测策略在很大程序上影响了接收机的首次定位时间TTFF(Time To First Fix)，所以一个较好的信号捕获搜索检测策略应该具有较少的逗留时间。而分析可知，以上两种传统检测策略的时间性能并不是非常理想，检测次数多，捕获时间长。

N中取M的捕获策略(下面简称N之M策略)，简单描述如下：对一个搜索单元进行N次搜索，P是搜索次数计数器，每进行一次搜索，P值都会加1。对于单次判决，如果检测量V超过门限，则计数器的值J加1。如果已完成N次搜索且成功次数不小于M，则认为在该频率区间捕获成功，否则捕获失败，其流程如图4所示，包括步骤1，检测量计算(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)；步骤2，判断是否检测量V≥检测量门限VT，如果是，则J值增加1后进入步骤3，如果否，则直接进入步骤3；步骤3，计数器P值减1后判断是否P＝0，如果否，则继续在该单元检索，如果是，则进入步骤4；步骤4，判断J≥M，如果是，则声明信号捕获成功并结束捕获，如果否，则进入步骤5；步骤5，判断当前搜索单元是否是最后一个单元，如果是，则声明信号不存在并结束捕获过程，如果否，则判断信号尚未捕获，重置计数器P＝N(N为减少初始值)，重置计数器J＝0，返回步骤1继续下一单元的搜索。N之M搜索检测策略是一种搜索次数固定的检测策略，因此检测性能比可变搜索时间法的Tong搜索检测策略差。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，通过检测多个待检测量峰值和比较门限值，并通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元信号的可信度和信号的质量，动态调整捕获验证的参数，加速对错误的搜索单元以及强信号单元的搜索，以便减少检测次数，同时也可以提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率。

本发明技术解决方案如下：

一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其特征在于，包括以下依次连接以执行自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略流程的各执行主体：检测量计算模块，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器；所述检测量计算模块根据IQ信号计算待检测量，所述待检测量为当前搜索单元信号幅值或者功率，所述IQ信号包括同相信号I和正交信号Q，Q与I相位差90度；所述多峰值比较器在每一次验证过程中判断各个待检测量所处的范围并确定待检测量中多个峰值，所述多个峰值中包括待检测量最大值，待检测量次大值，和待检测量第三大值，同时记录与峰值对应的频率和码相位，多个门限中包括设置与峰值对应的最大门限值或第一门限值，次大门限值或第二门限值，最小门限值或第三门限值，通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元的信号可信度和信号质量，给出当前卫星信号质量所属的验证结果类别，根据结果类别动态调整捕获验证参数，以便减少检测次数，提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率。

所述验证结果类别包括以下五种：结果一是信号质量足够好，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果二是信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果三是信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；结果四是信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；结果五是所搜索单元的信号可能是干扰信号，可以调整验证参数，尽快结束验证过程。

包括以下步骤：

步骤A1，先判断待检测量次大值及其以后的其它大值所在的区域，若这些待检测量的大值中，有一个或者一个以上大于第二门限值的，则判断是结果五，即认为该单元信号可能是干扰信号过多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程，若待这些待检测量的大值都不大于第二门限，则进入步骤A2；

步骤A2，判断待检测量最大值所在的区域，若待检测量最大值大于最大门限值，则判断是结果一，即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程，若待检测量最大值不大于第一门限，则进入步骤A3；

步骤A3，若待检测量最大值不大于第一门限，再判断待检测量最大值与最小门限值之间的关系，若待检测量最大值不大于最小门限值，则判断是结果二，即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程，否则，若待检测量最大值大于最小门限值，则进入步骤A4；

步骤A4，若待检测量最大值大于最小门限值，则再判断待检测量最大值与第二门限值之间的关系，若待检测量最大值不大于第二门限值，则判断是结果三，即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数，否则，若待检测量最大值大于第二门限值，则判断是结果四，即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；

完成上述的判断及参数调整过程后，再根据调整后的参数，在待检测量最大值所处的搜索单元上执行后续捕获验证流程。

所述后续捕获验证流程采用Tong捕获搜索检测法流程，或N之M捕获搜索检测法流程，所述Tong捕获搜索检测法流程中的参数调整涉及计数变量门限值A和计数初始值B，所述N之M捕获搜索检测法流程中的参数调整涉及计数成功门限值M和总搜索次数N。

对于信号质量足够好的结果一，增加计数初始值B，或者减小计数成功门限值M和总搜索次数N，或直接声明捕获成功并结束搜索过程；对于信号质量足够差的结果二，减小计数初始值B，或者减小总搜索次数N，或直接声明捕获失败并继续对下一搜索单元的搜索；对于信号质量一般的结果三，增加计数变量门限值A，或者增加总搜索次数N；对于信号质量正常的结果四，验证参数不变；对于可能是干扰信号的结果五，同时减小计数变量门限值A和初始值B，或者增加计数成功门限值M，减少总搜索次数N。

一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其特征在于，包括以下依次连接以执行自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略流程的各执行主体：检测量计算模块，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器；所述检测量计算模块根据IQ信号计算待检测量，所述待检测量为当前搜索单元信号幅值或者功率，所述IQ信号包括同相信号I和正交信号Q，Q与I相位差90度；所述多峰值比较器在每一次验证过程中判断各个待检测量所处的范围并确定待检测量中双峰值和与其对应的三个门限值，所述双峰值是在捕获验证阶段频率和码相位的所有二维搜索单元搜索完成后所记录的前两个最大的待检测量值，分别为最大待检测量和次大待检测量，以及它们对应的频率和码相位值，所述三个门限值，从大到小依次为：最大门限值、第二门限值、最小门限值，所述最大门限值高于普通的捕获检测门限值，以便检测出信号质量好的搜索单元，并快速结束捕获验证过程；第二门限值对应于普通验证算法中的捕获门限值，最小门限值与应用场景中的噪声能量相匹配，以便检测出信号质量差的搜索单元，并快速结束捕获验证过程。

包括以下步骤：

步骤B1，检测量计算，存储两个最大的待检测量及其对应的频率和码相位，所述两个最大的待检测量分别为最大待检测量和次大待检测量；

步骤B2，判断是否次大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果五，即认为该单元信号可能是干扰信号过多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程，如果否，则进入步骤B3；

步骤B3，判断是否最大待检测量＞最大门限值，如果是，则确定为结果一，即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程，如果否，则进入步骤B4；

步骤B4，判断是否最大待检测量＞最小门限值，如果否，则确定为结果二,即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程，如果是，则进入步骤B5；

步骤B5，判断是否最大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果四，即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可，如果否，则确定为结果三，即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；

步骤B6，完成上述的判断及参数调整过程后，再根据调整后的参数，在待检测量最大值所处的搜索单元上执行后续捕获验证流程。

本发明的技术效果如下：本发明一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其理论基础是，对于经过频率调制和扩频调制的GNSS卫星导航信号来说，经过上述线性二维搜索后，在任何一个多普勒频移处的剖面呈三角形C/A码自相关曲线；并且它在任意一个码相位处的剖面呈现|sinc|函数曲线。因此在正常情况下，在正确的频率和码相位对应的搜索单元上，会出现一个明显高于其余各个搜索单元上的检测量赋值，其它搜索单元的检测量值会明显很低；而在干扰和多径情况下，则有可能出现多个较高的检测量值。本发明提出的自适应多峰值检测的捕获验证策略与传统方法的关键不同之处在于多峰值比较器和参数调节器，其目的是，根据每一次验证时当前搜索单元信号幅值或者功率(以下简称为“待检测量”)与对应门限的大小关系，来判断当前搜索单元信号的质量，进而自适应地动态调整捕获验证过程中的参数。

附图说明

图1是现有技术中针对一颗卫星的频率和码相位二维搜索及搜索单元关系示意图。图1中横向坐标为码相位搜索区间(每搜索单元码片宽度＝0.5码片)，纵坐标为频率搜索区间(图中图解了每搜索单元频率宽度)。图1中标注了起始搜索单元，和其它搜索单元。

图2是现有技术中导航接收机捕获过程的框架示意图。图2中包括步骤1，进入开始捕获阶段；步骤2，选择第一个搜索单元；步骤3，判断是否通过检测验证阶段，如果通过，则进入步骤6，如果不通过，则进入步骤4；步骤4，当前搜索单元是否最后一个单元，如果否，则选择下一个搜索单元后返回步骤3，如果是，则进入步骤5；步骤5，声明信号不存在，并结束捕获过程；步骤6，声明信号捕获成功，并结束捕获过程。

图3是现有技术中Tong搜索检测法流程示意图。图3中包括步骤1，检测量计算(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)；步骤2，判断是否检测量V≥检测量门限VT，如果是，则进入流程a，如果否，则进入流程b；流程a包括步骤a3，计数器K值增加1；步骤a4，判断是否K＝阈值A，如果是，则声明信号捕获成功，如果否，则继续在该单元搜索；流程b包括步骤b3，计数器K值减1；步骤b4，判断是否K＝0，如果否，则继续在该单元检索，如果是，则进入步骤b5；步骤b5，判断当前搜索单元是否是最后一个单元，如果是，则声明信号不存在并结束捕获过程，如果否，则判断信号尚未捕获，重置计数器K值为B(B为减少初始值)，返回步骤1继续下一单元的搜索。

图4是现有技术中N之M搜索检测法流程示意图。图4中包括步骤1，检测量计算(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)；步骤2，判断是否检测量V≥检测量门限VT，如果是，则J值增加1后进入步骤3，如果否，则直接进入步骤3；步骤3，计数器P值减1后判断是否P＝0，如果否，则继续在该单元检索，如果是，则进入步骤4；步骤4，判断J≥M，如果是，则声明信号捕获成功并结束捕获，如果否，则进入步骤5；步骤5，判断当前搜索单元是否是最后一个单元，如果是，则声明信号不存在并结束捕获过程，如果否，则判断信号尚未捕获，重置计数器P＝N(N为减少初始值)，重置计数器J＝0，返回步骤1继续下一单元的搜索。

图5是实施本发明一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法的各执行主体示意图。图5中包括：检测量计算模块(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器。图5中虚线框标出了本发明方法与传统方法的关键不同之处。可以看出与传统方法相比，本发明方法的核心是多峰值比较器和参数调节器，其作用是，根据每一次验证时当前搜索单元信号幅值或者功率(或称为“待检测量”)与对应门限的大小关系，来判断当前搜索单元信号的质量，进而自适应地动态调整捕获验证过程中的参数。

图6是本发明中多峰值比较器所执行的双峰值三门限判断流程示意图。图6中包括步骤1，检测量计算(检测量为信号幅值或信号功率，根据IQ信号进行计算，I＝In-phase即同相，Q＝Quadrature即正交，Q与I相位差90度)，存储两个最大的待检测量，及其对应的频率和码相位；步骤2，判断是否次大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果五(即认为该单元信号可能是干扰信号过多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程)，如果否，则进入步骤3；步骤3，判断是否最大待检测量＞最大门限值，如果是，则确定为结果一(即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程)，如果否，则进入步骤4；步骤4，判断是否最大待检测量＞最小门限值，如果否，则确定为结果二(即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程)，如果是，则进入步骤5；步骤5，判断是否最大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果四(即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可)，如果否，则确定为结果三(即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数)。

具体实施方式

下面结合附图(图5-图6)和实施例对本发明进行说明。

图5是实施本发明一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法的各执行主体示意图。图6是本发明中多峰值比较器所执行的双峰值三门限判断流程示意图。参考图5至图6所示，一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，包括以下依次连接以执行自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略流程的各执行主体：检测量计算模块，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器；所述检测量计算模块根据IQ信号计算待检测量，所述待检测量为当前搜索单元信号幅值或者功率，所述IQ信号包括同相信号I和正交信号Q，Q与I相位差90度；所述多峰值比较器在每一次验证过程中判断各个待检测量所处的范围并确定待检测量中多个峰值，所述多个峰值中包括待检测量最大值，待检测量次大值，和待检测量第三大值，同时记录与峰值对应的频率和码相位，多个门限中包括设置与峰值对应的最大门限值或第一门限值，次大门限值或第二门限值，最小门限值或第三门限值，通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元的信号可信度和信号质量，给出当前卫星信号质量所属的验证结果类别，根据结果类别动态调整捕获验证参数，以便减少检测次数，提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率。所述验证结果类别包括以下五种：结果一是信号质量足够好，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果二是信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果三是信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；结果四是信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；结果五是所搜索单元的信号可能是干扰信号，可以调整验证参数，尽快结束验证过程。

如图5和图6所示，一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，包括以下依次连接以执行自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略流程的各执行主体：检测量计算模块，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器；所述检测量计算模块根据IQ信号计算待检测量，所述待检测量为当前搜索单元信号幅值或者功率，所述IQ信号包括同相信号I和正交信号Q，Q与I相位差90度；所述多峰值比较器在每一次验证过程中判断各个待检测量所处的范围并确定待检测量中双峰值和与其对应的三个门限值，所述双峰值是在捕获验证阶段频率和码相位的所有二维搜索单元搜索完成后所记录的前两个最大的待检测量值，分别为最大待检测量和次大待检测量，以及它们对应的频率和码相位值，所述三个门限值，从大到小依次为：最大门限值、第二门限值、最小门限值，所述最大门限值高于普通的捕获检测门限值，以便检测出信号质量好的搜索单元，并快速结束捕获验证过程；第二门限值对应于普通验证算法中的捕获门限值，最小门限值与应用场景中的噪声能量相匹配，以便检测出信号质量差的搜索单元，并快速结束捕获验证过程。

包括以下步骤：步骤B1，检测量计算，存储两个最大的待检测量及其对应的频率和码相位，所述两个最大的待检测量分别为最大待检测量和次大待检测量；步骤B2，判断是否次大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果五，即认为该单元信号可能是干扰信号过多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程，如果否，则进入步骤B3；步骤B3，判断是否最大待检测量＞最大门限值，如果是，则确定为结果一，即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程，如果否，则进入步骤B4；步骤B4，判断是否最大待检测量＞最小门限值，如果否，则确定为结果二,即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程，如果是，则进入步骤B5；步骤B5，判断是否最大待检测量＞第二门限值，如果是，则确定为结果四，即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可，如果否，则确定为结果三，即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；步骤B6，完成上述的判断及参数调整过程后，再根据调整后的参数，在待检测量最大值所处的搜索单元上执行后续捕获验证流程。

本发明检测多个待检测量峰值和比较门限值，并通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元信号的可信度和信号的质量，动态调整捕获验证的参数，以便减少检测次数，同时也可以提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率。

本发明加速对错误的搜索单元以及强信号单元的搜索，也尽可能提高检测概率，减小漏检概率；同时减小在干扰及多径等引起的虚警概率。

本发明提出的自适应多峰值检测的捕获验证策略如图5所示，图中虚线框标出了该检测方法与传统方法的关键不同之处。可以看出与传统检测方法相比，该检测方法的核心是多峰值比较器和参数调节器。其目的是，根据每一次验证时当前搜索单元信号幅值或者功率(以下简称为“待检测量”)与对应门限的大小关系，来判断当前搜索单元信号的质量，进而自适应地动态调整捕获验证过程中的参数。过程具体描述如下：

图5所示的自适应多峰值检测的捕获验证策略流程表明，包含一对I和Q分支的每一条相关支路对应着多组峰值检测器和参数调节器。

在每一次验证过程中，峰值检测器判断各个待检测量所处的范围，根据这个范围来判断当前卫星的信号质量，并依此来调整验证参数，改善验证过程，以便尽快结束对强信号的验证过程，或者追加对弱信号的验证次数，避免漏检，同时避免捕获到干扰和多径信号而导致的虚警现象。

执行该检测验证算法时，先依次在各个搜索一次单元上搜索，并记录两个或两个以上最大的待检测量值，这些值从大到小依次是：待检测量的最大值、次大值、第三大值，以此类推，同时记录它们对应的频率和码相位。其次，需要设置对应个数的门限值，从大到小分别是第一门限值、第二门限值……依次类推。

对每一个搜索单元的待检测量执行专利所述的验证步骤，根据各个待检测量和门限值之间的关系，对当前卫星信号质量的验证结果分为以下五种：

结果一是信号质量足够好，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；

结果二是信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；

结果三是信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；

结果四是信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；

结果五是所搜索单元的信号可能是干扰信号，可以调整验证参数，尽快结束验证过程。

具体判断步骤如下：

第一步：先判断待检测量次大值及其以后的其它大值所在的区域，若这些待检测量的大值中，有一个或者一个以上大于第二门限值的，则判断是结果五，即认为该单元信号可能是干扰信号过多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程；若待这些待检测量的大值都不大于第二门限，则进入第二步。

第二步：判断待检测量最大值所在的区域，若待检测量最大值大于最大门限值，则判断是结果一，即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程。若待检测量最大值不大于第一门限，则进入第三步

第三步，若待检测量最大值不大于第一门限，再判断待检测量最大值与最小门限值之间的关系。若待检测量最大值不大于最小门限值，则判断是结果二，即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程。否则，若待检测量最大值大于最小门限值，则进入第四步。

第四步：若待检测量最大值大于最小门限值，则再判断待检测量最大值与第二门限值之间的关系。若待检测量最大值不大于第二门限值，则判断是结果三，即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；否则，若待检测量最大值大于第二门限值，则判断是结果四，即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可。

完成上述的判断及参数调整过程后，再根据调整后的参数，在待检测量最大值所处的搜索单元上执行后续的捕获验证流程。

对于上述描述的细节，还需要补充如下说明：

1.门限值的设定可以根据不同应用要求来具体设定，不在本发明讨论范围。

2.除上述步骤中所述的最大门限值、第二门限值和最小门限值外，还可以根据应用要求，增加门限值，其判断逻辑也随之细化，均在本专利保护范围之内。

3.上述描述过程中所述的“后续的捕获验证流程”包括但不限于现有的Tong捕获搜索检测法或N之M捕获搜索检测法中的流程，也可以是其它符合项目应用需求的搜索检测流程。

4.步骤中所述的“调整验证参数，以加速验证过程”，对应的是“后续的捕获验证流程”中实际使用的调整捕获验证方法所用的参数，使用的验证方法不同，所对应的参数及调整策略也不同。比如Tong捕获搜索检测法中的A值和B值，或者是N之M捕获搜索检测法中的N和M值。但整体的调整目的是，对应于不同的判断结果，对较强、较弱或干扰多径产生的卫星信号加速检测，对强度一般的卫星信号追加检测，尽量避免漏检。

值得说明的是，本发明提出的峰值检测器和参数调节器的实现方式是多样的，均在此专利范围保护范围之内。

双峰值三门限检测策略中门限比较器举例如下：

以双峰值和三个门限来举例，在捕获验证阶段，频率和码相位的所有二维搜索单元搜索完成后，记录前两个最大的待检测量值，以及它们对应的频率和码相位值。并根据应用需求设置三个门限值，从大到小依次为：最大门限值、第二门限值、最小门限值。其中，最大门限值高于普通的捕获检测门限值，设置它的目的是检测出信号质量好的搜索单元，并快速结束捕获验证过程；第二门限对应于其它普通验证算法中的捕获门限值；最小门限值与应用场景中的噪声能量相匹配，设置它的目的是检测出信号质量差的搜索单元，并快速结束捕获验证过程。

根据本发明所述判断步骤，对应于以上双峰值三门限的判断流程如图6所示。

双峰值三门限检测策略中参数调节器举例如下：

参数调节器的功能是，对应于每一个搜索单元的待检测量执行本发明所述的验证步骤，根据各个待检测量和门限值之间的关系，调整具体的捕获检测法中所用的各个参数。该发明中所述的五种结果，以Tong捕获搜索检测法和N之M捕获搜索检测法为例，对应的参数调整方式举例如下：

说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (3)

1.一种自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其特征在于，包括以下依次连接以执行自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略流程的各执行主体：检测量计算模块，多峰值比较器，参数调整器，和幅值或功率搜索检测器；所述检测量计算模块根据IQ信号计算待检测量，所述待检测量为当前搜索单元信号幅值或者功率，所述IQ信号包括同相信号I和正交信号Q，Q与I相位差90度；所述多峰值比较器在每一次验证过程中判断各个待检测量所处的范围并确定待检测量中多个峰值，所述多个峰值中包括待检测量最大值，待检测量次大值，和待检测量第三大值，同时记录与峰值对应的频率和码相位，多个门限中包括设置与峰值对应的最大门限值或第一门限值，次大门限值或第二门限值，最小门限值或第三门限值，通过比较峰值与不同门限之间的关系来判断当前搜索单元的信号可信度和信号质量，给出当前卫星信号质量所属的验证结果类别，根据结果类别动态调整捕获验证参数，以便减少检测次数，提高检测概率，降低漏检概率和虚警概率；

所述验证结果类别包括以下五种：结果一是信号质量足够好，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果二是信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；结果三是信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数；结果四是信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；结果五是所搜索单元的信号可能是干扰信号，可以调整验证参数，尽快结束验证过程；

包括以下步骤：

步骤A1，先判断待检测量次大值及其以后的其它大值所在的区域，若这些待检测量的大值中，有一个或者一个以上大于第二门限值的，则判断是结果五，即认为该单元信号可能是干扰信号或多径信号，可以调整验证参数，以加速验证过程，若待这些待检测量的大值都不大于第二门限，则进入步骤A2；

步骤A2，判断待检测量最大值所在的区域，若待检测量最大值大于最大门限值，则判断是结果一，即信号质量足够好，可以调整验证参数，以加速验证过程，若待检测量最大值不大于第一门限，则进入步骤A3；

步骤A3，若待检测量最大值不大于第一门限，再判断待检测量最大值与最小门限值之间的关系，若待检测量最大值不大于最小门限值，则判断是结果二，即信号质量足够差，可以调整验证参数，尽快结束验证过程，否则，若待检测量最大值大于最小门限值，则进入步骤A4；

步骤A4，若待检测量最大值大于最小门限值，则再判断待检测量最大值与第二门限值之间的关系，若待检测量最大值不大于第二门限值，则判断是结果三，即该搜索单元的信号质量一般，可以调整验证参数，追加更多搜索次数，否则，若待检测量最大值大于第二门限值，则判断是结果四，即该搜索单元的信号质量正常，不需要调整验证参数，正常进行捕获验证检测流程即可；

完成上述的判断及参数调整过程后，再根据调整后的参数，在待检测量最大值所处的搜索单元上执行后续捕获验证流程。

2.根据权利要求1所述的自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其特征在于，所述后续捕获验证流程采用Tong捕获搜索检测法流程，或N之M捕获搜索检测法流程，所述Tong捕获搜索检测法流程中的参数调整涉及计数变量门限值A和计数初始值B，所述N之M捕获搜索检测法流程中的参数调整涉及计数成功门限值M和总搜索次数N。

3.根据权利要求2所述的自适应多峰值多门限检测的捕获验证策略方法，其特征在于，对于信号质量足够好的结果一，增加计数初始值B，或者减小计数成功门限值M和总搜索次数N，或直接声明捕获成功并结束搜索过程；对于信号质量足够差的结果二，减小计数初始值B，或者减小总搜索次数N，或直接声明捕获失败并继续对下一搜索单元的搜索；对于信号质量一般的结果三，增加计数变量门限值A，或者增加总搜索次数N；对于信号质量正常的结果四，验证参数不变；对于可能是干扰信号的结果五，同时减小计数变量门限值A和初始值B，或者增加计数成功门限值M，减少总搜索次数N。