【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子通信，特别涉及一种大频偏信号的快速捕获和跟踪方法。
技术介绍
1、卫星通信系统作为地面通信系统的补充，具有对地"无缝隙"覆盖特点，可有效支撑天域、空域、海域和荒漠等地面特殊区域的通信需求。目前高动态平台的测控信息传输，主要采用地基测控方式，天基测控方式很少，因此，利用全球互联网卫星通信系统来保障高动态平台的测控信息传输，成为一种必然选择。同时，由于高动态高机动平台飞行时间较短，几到十几分钟，采用卫星为高动态平台提供测控链路，可以保证高动态平台控制与遥测的实时性，同时采用跳频抗干扰体制保证系统的可靠性。
2、但由于高动态平台相对于卫星的距离和相对速度在实时变化，会导致信号产生大的多普勒频偏，信号快速捕获及同步成为现实问题。
技术实现思路
1、针对卫星通信系统与高动态平台下的大多普勒频偏信号快速捕获、频率快速同步问题，本公开提供一种大频偏信号的快速捕获和跟踪方法，该方法利用卫星星历和高动态机动平台惯导计算的多普勒频偏、多普勒频偏变化率和周期性导频信号pmf-fft频偏估计方法，实现对大多普勒频偏补偿。
2、本公开提供的大频偏信号快速捕获和跟踪方法，主要包括以下步骤：
3、s1，基于卫星星历与高动态平台惯导，计算卫星和高动态平台的相对速度矢量和相对加速度矢量，估算由于两者相对运动引起的多普勒频偏及多普勒频偏变化率；
4、s2，基于多普勒频偏和多普勒频偏变化率，进行高动态平台接收机频率粗补偿；
5、s3，基于pm
6、s4，基于下行频偏估计值，对上行同步探测信号频率进行补偿；
7、s5，卫星对上行同步探测信号的频差进行估计，并将估计值结果反馈高动态平台，高动态平台跟据卫星反馈的频差估计值，进一步调整发送频率，直至频差满足要求，完成星端频率同步。
8、进一步的，所述步骤s1具体包括：
9、通过预置的卫星星历，获取卫星信息：设所述卫星为对地静止geo卫星，速度矢量为，加速度矢量为，默认星历基本不变；
10、根据高动态平台惯导信息，得到速度矢量为，加速度矢量为；
11、计算卫星和高动态平台相对速度矢量为；
12、多普勒频偏估算为；
13、计算卫星和高动态平台相对加速度矢量为，
14、多普勒频偏变化率估算为；
15、其中，c为光速3e8m/s。
16、进一步的，所述步骤s2中高动态平台接收机频率粗补偿方法包括：
17、设高动态平台接收机工作频率为，补偿后频率为：
18、
19、其中，为工作频率，多普勒频偏为，多普勒频偏变化率为，高动态平台接收工作频率设置为，实现下行信号的快速捕获；t为时间，典型取值10ms，即典型平台惯导提供速度与加速度频次100次/秒。
20、进一步的，所述步骤s3具体方法包括：
21、设进行步骤s2粗补偿后的频偏残差为，则pmf-fft频率捕获窗口为，；
22、pmf-fft估计的频偏为，则补偿后的频率为：
23、。
24、进一步的，所述步骤s4中，对上行同步探测信号的频率补偿方法包括：
25、设下行信号频率为，上行信号频率为，下行频偏估计值为；
26、上下行频率比：；
27、则上行信号频率补偿为：。
28、进一步的，所述步骤s5具体包括：
29、卫星对上行同步探测信号进行频差估计；
30、将频差估计值结果反馈高动态平台；
31、高动态平台跟据卫星反馈的频差估计值进行判断：
32、频差≤5khz，视为完成星端链路频率同步；
33、否则，调整发送频率，发送探测信号，直至频差≤5khz。
34、与现有技术相比，本公开的有益效果是：（1）基于星历和惯导信息的多普勒频偏估算，对接收机进行预补偿，避免高动态平台接收机在大频偏下的信号捕获，降低接收的复杂度和加快捕获速度；（2）基于pmf-fft频偏估计算法，对接收频偏进行精细估计和补偿，保证系统性能，降低星端频率同步次数；（3）基于卫星对上行信号的频差估计，调整发送频率，通过该闭环反馈，加快频率同步和跟踪。
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1.一种大频偏信号的快速捕获和跟踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中高动态平台接收机频率粗补偿方法包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体方法包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，对上行同步探测信号的频率补偿方法包括：
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：
【技术特征摘要】
1.一种大频偏信号的快速捕获和跟踪方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中高动态平台接收机频率粗补偿方法包括：
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐巍，李加洪，赵宇娇，慧腾飞，梁志勇，李子煜，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：
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