基于北斗下行信号频率辅助时分体制信号捕获方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113031025A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110569048.4(22)申请日2021.05.25(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区德雅路109号(72)发明人陈雷陈柳鹏唐成垚刘增军张可李井源黄新明欧钢倪少杰李柏渝孙广富王飞雪(74)专利代理机构中国和平利用军工技术协会专利中心11215代理人刘光德(51)Int.Cl.G01S19/29(2010.01)G01S19/30(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称基于北斗下行信号频率辅助时分体制信号捕获方法及装置(57)摘要本发明提供基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获方法及装置，所述方法包括：通过Ka频段天线接收星间链路Ka频点时分体制下行信号、以及北斗B1和/或B2和/或B3任一频点下行信号，对上述下行信号进行滤波和低噪声放大处理，分别送至时分体制信号接收机和连续体制信号接收机；在连续体制信号接收机中，对连续信号的射频接收和基带信号处理，得到卫星相对于地面站的多普勒频移和伪距信息，送入频率字转换模块，转换为辅助信息；在时分体制信号接收机中，借助所述辅助信息对本地信号进行补偿，压缩多普勒频率和码相位搜索范围，捕获信号。根据本发明方法，压缩捕获时分体制信号的大多普勒频率范围，节约了硬件资源，提高了捕获速度。CN113031025ACN113031025A权利要求书1/2页1.一种基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S101：通过Ka频段天线接收星间链路Ka频点时分体制下行信号、以及北斗B1和/或B2和/或B3任一频点下行信号，对Ka频点时分体制下行信号、以及北斗B1和/或B2和/或B3任一频点下行信号进行滤波和低噪声放大处理，分别送至时分体制信号接收机和连续体制信号接收机；步骤S102：在连续体制信号接收机中，对连续信号的射频接收和基带信号进行处理，得到卫星相对于地面站的多普勒频移和伪距信息，送入频率字转换模块，转换为辅助信息；步骤S103：在时分体制信号接收机中，借助所述辅助信息对本地信号进行补偿，压缩多普勒频率和码相位搜索范围，实现对星间链路信号的捕获。2.如权利要求1所述的基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获方法，其特征在于，所述步骤S102中，转换后的多普勒频移和初始多普勒频移关系如下：fd1=fd0*fK/fL其中，fd1为转换后的多普勒频移，fd0为初始多普勒频移，fK为时分体制信号载波频点，fL为连续信号载波频点。3.如权利要求2所述的基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获方法，其特征在于，所述步骤S103中对星间链路信号的捕获包括：步骤S1031：在射频前端模块对天线接收到的连续信号进行处理，转换为数字中频信号；步骤S1032：在正交下变频模块利用转换得到的载波多普勒补偿值，与中频频率的初始频率字N1进行运算，得到补偿后的载波频率字N2，由载波数字控制振荡器（NCO）对补偿后的载波频率字N2进行处理，生成补偿后的本地载波信号，用于对所述数字中频信号进行下变频处理，使所述数字中频信号转化为基带信号；步骤S1033：在本地伪码生成模块中利用转换得到的码相位补偿值，与码时钟基准频率字相加，得到补偿后的码时钟频率字，输入到本地码NCO中，生成补偿后的本地伪码信号，再将整个匹配滤波器等分成多个部分匹配滤波器，在每段滤波器中实现本地伪码信号与时分体制输入信号的移位相关计算；步骤S1034：对所有移位相关计算得到的相关结果补零后进行FFT运算，再进行非相干后积累，找到所得结果中的最大值，进行门限检测，如果通过，则对星间链路信号捕获成功。4.一种基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获装置，其特征在于，所述装置包括：信号接收模块：配置为通过Ka频段天线接收星间链路Ka频点时分体制下行信号、以及北斗B1和/或B2和/或B3任一频点下行信号，对Ka频点时分体制下行信号、以及北斗B1和/或B2和/或B3任一频点下行信号进行滤波和低噪声放大处理，分别送至时分体制信号接收机和连续体制信号接收机；转换模块：配置为在连续体制信号接收机中，对连续信号的射频接收和基带信号进行处理，得到卫星相对于地面站的多普勒频移和伪距信息，送入频率字转换模块，转换为辅助信息；捕获模块：配置为在时分体制信号接收机中，借助所述辅助信息对本地信号进行补偿，2CN113031025A权利要求书2/2页压缩多普勒频率和码相位搜索范围，实现对星间链路信号的捕获。5.如权利要求4所述的基于北斗下行信号频率辅助的时分体制信号捕获装置，其特征在于，所述转换模块中，转换后的多普勒频移和初