GPS L5软件接收机的编写

小米8手机的上市，让大家认识了一个新的名词：GPS L5，那么到底什么是L5？如何编写L5软件接收机呢？

（1）GPS L5信号模型

和传统的GPS L1信号相比，L5信号的特点就是码长更长，带宽更宽，所以带来的最直接的变化就是定位精度更高了。L1信号的码长是1023，而L5信号的码长是10230，定位精度直接提高了一个数量级。

而且L5信号中，还包含了NH码，这也是L1信号所没有的。因此，相对于L1信号，在处理时，不但要剥除L5 CA码，还要剥除NH码。

（2）捕获算法

L5的捕获和L1的捕获几乎完全相同，根据经典的L1信号。仍然读取11ms的数据，然后使用相邻的2个1ms的数据进行并行码相位捕获。捕获时使用I通道和Q通道都可以，但要注意，后面的NH码要和通道相对应。得到码相位以后，就是精捕获，也就是精频率搜索，这里尤其要注意，因为，剥离了L5CA码以后，信号中还包括NH码，所以，直接进行FFT进行频率估计，是有误差的，而且这种误差会直接导致后面跟踪的失败。所以要进行NH码剥离，但有一个问题，就是虽然L5CA码和NH码是对齐的，但不确定是对齐的NH码是哪个，也就是说，要确定NH码的码相位。方法同以确定L5CA码相位相同，NH码就是10位或20位长的，分别对每个NH码相位做相关，找个最大值的那个就是NH码相位了。然后就可以剥离NH码，剥离后再用FFT做精频率估计，就可以得到这颗星的频率以及多普勒频移了。然后就是跟踪。

（3）跟踪算法

跟踪过程和L1完全相同，使用频率环和码环两个环路共同跟踪，I_P就是最终的跟踪结果。从图中可以清楚的看到NH码的变化，每一个NH码对应一位导航电文，在做导航定位解算时，要进行卷积码的解算，然后就可以解出导航电文，进行定位处理了。

同样，北斗的解码也可以使用类似的方案。

具体的代码，可以参考我上传的MATLAB L5软件接收机。