GPS L5軟體接收機的編寫

小米8手機的上市，讓大家認識了一個新的名詞：GPS L5，那麼到底什麼是L5？如何編寫L5軟體接收機呢？

（1）GPS L5信号模型

和傳統的GPS L1信号相比，L5信号的特點就是碼長更長，帶寬更寬，是以帶來的最直接的變化就是定位精度更高了。L1信号的碼長是1023，而L5信号的碼長是10230，定位精度直接提高了一個數量級。

而且L5信号中，還包含了NH碼，這也是L1信号所沒有的。是以，相對于L1信号，在處理時，不但要剝除L5 CA碼，還要剝除NH碼。

（2）捕獲算法

L5的捕獲和L1的捕獲幾乎完全相同，根據經典的L1信号。仍然讀取11ms的資料，然後使用相鄰的2個1ms的資料進行并行碼相位捕獲。捕獲時使用I通道和Q通道都可以，但要注意，後面的NH碼要和通道相對應。得到碼相位以後，就是精捕獲，也就是精頻率搜尋，這裡尤其要注意，因為，剝離了L5CA碼以後，信号中還包括NH碼，是以，直接進行FFT進行頻率估計，是有誤差的，而且這種誤差會直接導緻後面跟蹤的失敗。是以要進行NH碼剝離，但有一個問題，就是雖然L5CA碼和NH碼是對齊的，但不确定是對齊的NH碼是哪個，也就是說，要确定NH碼的碼相位。方法同以确定L5CA碼相位相同，NH碼就是10位或20位長的，分别對每個NH碼相位做相關，找個最大值的那個就是NH碼相位了。然後就可以剝離NH碼，剝離後再用FFT做精頻率估計，就可以得到這顆星的頻率以及多普勒頻移了。然後就是跟蹤。

（3）跟蹤算法

跟蹤過程和L1完全相同，使用頻率環和碼環兩個環路共同跟蹤，I_P就是最終的跟蹤結果。從圖中可以清楚的看到NH碼的變化，每一個NH碼對應一位導航電文，在做導航定位解算時，要進行卷積碼的解算，然後就可以解出導航電文，進行定位處理了。

同樣，北鬥的解碼也可以使用類似的方案。

具體的代碼，可以參考我上傳的MATLAB L5軟體接收機。