一种卫星通信模组及其上行信号多普勒补偿方法.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CN112540388A(43)申请公布日2021.03.23(21)申请号202011328875.6(22)申请日2020.11.24(71)申请人湖北三江航天险峰电子信息有限公司地址432100湖北省孝感市北京路52号(72)发明人周昭辉刘辉姜涛(74)专利代理机构武汉东喻专利代理事务所(普通合伙)42224代理人张英(51)Int.Cl.G01S19/25(2010.01)G01S19/29(2010.01)G01S19/39(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种卫星通信模组及其上行信号多普勒补偿方法(57)摘要本发明公开了一种卫星通信模组及其上行信号多普勒补偿方法，该方法包括：对接收机的时钟进行校准，跟踪对应的卫星下行信号；获取卫星下行信号所对应的下行多普勒频偏并以此计算第一相对速度值，持续跟踪该卫星下行信号并获取更新后的卫星时钟偏差和第一相对速度值，利用第一速度值、第二速度值和第一相对速度值计算第二相对速度值，以获取上行信号所对应的上行多普勒频偏预估值，依据卫星时钟偏差、模组时钟偏差、下行多普勒频偏和上行多普勒频偏预估值计算得到上行信号的多普勒补偿值，以实现该模组上行信号的多普勒补偿。CN112540388ACN112540388A权利要求书1/2页1.一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其特征在于，所述方法包括：获取卫星通信模组的接收机所对应的时钟偏差并进行校准，依据预设需求对卫星信号进行捕获和跟踪，以跟踪对应的卫星下行信号；获取所述卫星下行信号所对应的下行多普勒频偏，并以此计算第一相对速度值，所述第一相对速度值为所述卫星下行信号对应的卫星与所述卫星通信模组之间的速度差值；持续跟踪该卫星下行信号并获取更新后的卫星时钟偏差和第一相对速度值，卫星时钟偏差为所述卫星下行信号对应的卫星与所述卫星通信模组之间的时钟偏差；获取第一速度值和第二速度值，所述第一速度值和第二速度值分别为第一相对速度值更新时刻和上行信号发射时刻卫星通信模组的速度值；利用第一速度值、第二速度值和第一相对速度值计算第二相对速度值，第二相对速度值为上行信号发射时刻卫星和卫星通信模组之间的速度差值，并将第二相对速度值转换为上行信号所对应的上行多普勒频偏预估值；依据卫星时钟偏差、模组时钟偏差、下行多普勒频偏和上行多普勒频偏预估值计算得到上行信号的多普勒补偿值，以实现该模组上行信号的多普勒补偿。2.如权利要求1所述的一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其中，所述下行多普勒频偏通过计算所述卫星通信模组的跟踪环路输出的载波频率与卫星下行信号的基准频率之间的差值得到。3.如权利要求1所述的一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其中，所述接收机为GPS/BDS接收机，通过配置所述接收机的1pps输入接口，在所述接收机正常定位的情况下，以1pps为基准进行卫星通信模组的时钟偏差校准，并根据载波NCO原理调整所述卫星通信模组上行发射频率的载波频率字。4.如权利要求1所述的一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其中，所述卫星下行信号的捕获过程包括：根据不同编号卫星扩频码初始相位的不同进行可见卫星的搜索，或者通过预测卫星过顶时间对特定卫星进行信号捕获和跟踪。5.如权利要求1所述的一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其中，获取所述卫星下行信号所对应的下行多普勒频偏包括：利用卫星通信模组的跟踪环路输出的载波频率与所述卫星下行信号基准频率之间的差值计算下行多普勒频偏。6.如权利要求5所述的一种卫星通信模组的上行信号多普勒补偿方法，其中，对计算出的下行多普勒频偏进行αβγ滤波后的值作为所述卫星下行信号所对应的下行多普勒频偏。7.一种卫星通信模组，其特征在于，所述卫星通信模组包括：校准和信号捕获模块，用于获取卫星通信模组的接收机所对应的时钟偏差并进行校准，依据预设需求对卫星信号进行捕获和跟踪，以跟踪对应的卫星下行信号；下行多普勒频偏获取模块，用于获取所述卫星下行信号所对应的下行多普勒频偏，并以此计算第一相对速度值，所述第一相对速度值为所述卫星下行信号对应的卫星与所述卫星通信模组之间的速度差值；还用于持续跟踪该卫星下行信号并获取更新后的卫星时钟偏差和第一相对速度值，卫星时钟偏差为所述卫星下行信号对应的卫星与所述卫星通信模组之间的时钟偏差；2CN112540388A权利要求书2/2页上行多普勒频偏预估模块，用于获取第一速度值和第二速度值，所述第一速度值和第二速度值分别为第一相对速度值更新时刻和上行信号发射时刻卫星通信模组的速度值；利用第一速度值、第二速度值和第一相对速度值计算第二相对速度值，第二相对速度值为上行信号发射时刻卫星和卫星通信模组之间的速度差值，并将