GNSS新信号体制下Weil码组特性分析与优化实现

摘要

随着卫星导航技术的发展,新体制下的GNSS提出了将Weil码作为卫星PRN码序列的方案,GPSIII系统中新增的L1C频点首先采用了此种码结构.鉴于Weil码以勒让德序列生成,其生成方法计算量大,运算时间长,不适合接收机的实时产生,故现有的方式基本以查表法存储本地码,以消耗大量存储空间的代价换取较快的码产生速率.本文以L1C信号为例,研究了L1C信号在码产生中对Weil码的长度选择和截断方式,分析了Weil码和Gold码在长序列情况下的特性,并对其主要的码特性进行了对比,在此基础上基于Weil码的数学定义,在已有理论的基础上,对码产生方式进行优,提出了一种新的Weil码产生方法.相较于传统的计算生成方法,该方法克服了Weil码生成计算量大的问题,较于查表法节省了大量存储空间,采用生成矩阵,减少了生成时间,降低了计算的复杂度,以FPGA为接收机平台,采用适用于硬件特性的优化Weil码生成方式,使Weil码硬件生成的实际运用成为可能.在此基础上优化生成矩阵的结构,权衡资源消耗和产生速率,最后利用本地接收机成功进行了L1C信号的捕获和跟踪,验证了PRN码产生的正确性,并分析资源消耗、产生速率与普通方式比较的优化程度,证明了使用此方法可产生结构正确、消耗资源少、产生速率快的Weil码序列.