一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法技术

一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法，首先对扩频码元信号进行解扩处理，并进行快速傅里叶变换得到码元信息及其对应的频域向量，然后将码元信号依次划分到连续的多个时间累积窗口，并分别进行差分相干累积，再进行谱峰搜索得到第一次捕获结果，最后求解第二次捕获的搜索范围，并对每个时间累积窗口进行谱峰搜索得到第二次捕获结果，进而得到最终的多普勒频偏及其加速度捕获结果。本发明专利技术方法通过采用多个时间累积窗口的两阶段捕获方法将多普勒频偏捕获限定到一个更为精确的搜索范围，与现有技术相比有效地提高捕获性能，具有较好的适用效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星导航
，特别是一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法。
技术介绍
随着卫星导航技术的快速发展，尤其是国内北斗导航系统的全面建设，导航接收机的应用场景已经由陆地延伸到空中。在建筑物遮挡、雨雪尘雾等恶劣环境下，导航信号会经历很大的衰减，这就要求接收机能在很低信噪比条件下正常工作。另外，高动态载体的高速、高机动运动对导航信号的载波频率产生很大的多普勒频偏，比如，飞机、卫星、火箭等，高动态的多普勒频偏对导航信号在接收端的载波解调带来了很大的困难，从而严重影响导航信号的正确解译。因此，在低信噪比和高动态环境下接收机的多普勒捕获就成为了一个亟待解决的问题。当前，导航接收机的多普勒捕获主要采用快速傅里叶变换的方法，即首先通过快速傅里叶变换将接收到的码元信号从时域转换到频域，接下来在频域上进行最大似然搜索得到频域谱峰，然后此谱峰对应的频率值就是多普勒频偏。在低信噪比环境下，对单个码元信号进行快速傅里叶变换后的频域谱峰淹没在强噪声中从而无法凸显出来，这样就无法捕获到多普勒频偏。针对这种情况，D.Borio,C.O'Driscoll和G.Lachapell等在“Coherent,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法，其特征在于包括如下步骤步骤一：连续接收导航卫星发送的MLopt个扩频码元信号后进行解扩处理、离散化采样得到码元信号x[i]＝[x0,...,xN‑1]式中，i＝0,1,2...,MLopt，a是扩频码元信号的振幅，b是扩频码元信号发送的二进制数据，fs是接收扩频码元信号的采样频率，fd是扩频码元信号的多普勒初始频偏，fa是扩频码元信号的多普勒频偏加速度，是扩频码元信号的初始相位，wn是均值为0、方差为σ2的高斯加性白噪声，j是复数标识，rb为扩频码元信号发送二进制数据b的发送速率，N＝fs/rb是一个扩频码元信号长度且为整数，扩频码元信号的信噪比为a2/σ...

【技术特征摘要】
1.一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法，其特征在于包括如下步骤步骤一：连续接收导航卫星发送的MLopt个扩频码元信号后进行解扩处理、离散化采样得到码元信号x[i]＝[x0,...,xN-1]式中，i＝0,1,2...,MLopt，a是扩频码元信号的振幅，b是扩频码元信号发送的二进制数据，fs是接收扩频码元信号的采样频率，fd是扩频码元信号的多普勒初始频偏，fa是扩频码元信号的多普勒频偏加速度，是扩频码元信号的初始相位，wn是均值为0、方差为σ2的高斯加性白噪声，j是复数标识，rb为扩频码元信号发送二进制数据b的发送速率，N＝fs/rb是一个扩频码元信号长度且为整数，扩频码元信号的信噪比为a2/σ2，Lopt＝|100.5606(2πfa/fs2)-0.5|，M≥3且为整数，||为取整符号；步骤二：对步骤一得到的码元信号进行Nf点的复数快速傅里叶变换，其中，第i个码元信号x[i]对应的Nf点频域向量I[i]为I[i]＝fft(x[i])式中，fft()表示Nf点的复数快速傅里叶变换，Nf≥N，Nf为正整数；步骤三：根据采样频率fs、扩频码元信号的多普勒频偏加速度fa、时间累积窗口长度Lopt将得到的MLopt个码元信号依次划分到连续的M个时间累积窗口内；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆维，陶孝锋，史晶晶，任德锋，胡伟，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61