一种捕获三频多通道无线电测量系统信号的方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要设及到无线电测量信号领域，特指一种适用于多波束、多通道无线电 测量信号捕获的方法与系统。
【背景技术】
[0002] 高精度卫星多普勒测量定轨与无线电定位组合系统值OPP1 er化bitography by Radio化sitioning Intergrated on Satellite, DORI巧是由法国国家空间研究中 屯、C肥S(Centre化tional d'61:udes Spatiales)与法国国家地理研究所IGNQnstiut Geographique化tional)和法国国家大地测量研究组织GRGS(G;roupe de Recherches en Geodesie Spatiale)合作研制的，可W提供全弧段高精度轨道产品。DORIS系统 由星上部分和地面部分组成。星上部分包括双频全向天线、接收机和超稳石英振荡器 US0(ultra-st油le oscillator)。地面部分主要包括多功能数据处理中SSALT0(Altimet;ry Orbitogr曰-phy曰nd Positioning Multi-mission Center)、测站网和IDS (International DORIS Service),其中测站网由主控测站、定轨测站和普通测站组成。地面信标机发出的双 频信号为星载DORIS接收机所接收，具体的测量量就是双频多普勒频移。通过对双频无线 电信号的观测量消除电离层的影响。一旦提供了很好的卫星运动力学模型，运样的观测量 通过数学处理（例如统计定轨方法）就可W获得搭载该接收机的飞行器的轨道。
[0003] 随着我国高分辨率对地观测项目的发展需求，发展我国自己的卫星跟踪测量系统 具有重要意义。作为我国天基北斗卫星跟踪测量系统的有效补充，高精度无线电轨道测量 体制是我国在法国DORIS工作原理的基础上，改进并重新设计的一种卫星高精度测定轨系 统，该系统利用=频无线电信号观测量获得了更丰富的大气参数测量值，实现了卫星的高 精度授时，采用扩频信号体制提高了上行通信链路的容量、系统的可扩展性和可维护性等。
[0004] 高精度无线电轨道测量系统采用=频多通道直接扩频信号体制，星载终端设备配 备有=频接收通道，星载终端的数字基带需要同步捕获=个不同频段的直接扩频信号。一 方面，由于=频信号的伪码速率、多普勒动态范围，灵敏度指标不同，使得=频信号的捕获 过程相对独立。另一方面，地面分布的信标站由多个码组进行区分，在卫星过境弧段内，可 能同时接收至少2个通道的信号，使得一个波束内的捕获至少需要捜索2个码组。在一定 的速度指标约束下，运势必会增加数字基带的实现复杂度。
[0005] 扩频码捕获有几个重要的指标，捕获灵敏度、捕获时间、可适应的动态范围。其中， 捕获灵敏度主要由积分长度决定，在不进行非相干积分和信息符号跳变检测的条件下，积 分长度的选择直接取决于信息码源和扩频码源的同步关系。而捕获时间则与可适应动态范 围指标有密切关系，捕获时间越短可适应的动态范围就越大。对于一次完整的捕获过程来 说，捕获时间包括数据采样时间和处理时间。处理时间可W通过增加资源和优化算法来实 现，当处理时间明显小于采样时间时，采样时间对整个捕获时间有着决定性的影响，要缩短 整个捕获时间只能通过减少采样时间来完成。目前针对卫星扩频信号的快速捕获，传统时 域并行相关捕获方法运算复杂度低，容易进行参数配置实现通道切换，但捕获时间受制于 捕获处理时间，唯有增加并行捜索码相位的相关路数来减少捕获处理时间，运在星载设备 资源有限的情况下很难做到。
[0006] 如何更高效的减少捕获时间并满足=频多通道测量信号的灵敏度和动态范围指 标成为了捕获方法需要突破的核屯、技术难点。
【发明内容】
[0007] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种易实现、精度高、能够满足当前工程化条件的捕获=频多通道无线电测量系统信号的方 法与系统。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0009] 一种捕获=频多通道无线电测量系统信号的方法，其步骤为：
[0010]S1:采用=个高速模数转换器同时对=频段模拟中频信号进行低通采样，得到数 字中频信号；
[0011]S2:s频段数字中频信号同时按照各自设定的载波频率，进行下变频处理，并W标 称扩频码速率2倍的频率加上捜索载波频率下的码多普勒补偿频率进行降采样处理，得到 =频段待解扩的数据流；
[0012]S3:采用时分复用捕获的方式实现S频段多通道信号的捕获，利用提取的捕获参 数控制当前的捕获捜索过程，并通过捕获参数中的捜索完成状态和通道参数分别进行波段 切换和通道切换；
[001引S4 :存储器切换时刻，刷新捜索频率和码多普勒补偿频率，存储当前捜索频率下的 采样数据，并在高倍时钟的驱动下循环快速的读取上一个捜索频率缓存的数据，W滑动相 关的方式进行码相位捜索；
[0014]S5 :完成采样数据的码相位捜索等待下一个存储器切换时刻；
[0015]S6:利用一个数据采样周期完成一个频率单元捜索的速度，逐级收敛多普勒频率 捜索范围，获得信号的载波参数；
[001引S7 :利用口限判别时刻的载波捜索时间估计峰值点信号的码相位时延，并对捜索 的码相位结果进行相位补偿处理；
[0017]S8:采用一次部分并行的相位捜索获得准确的即时码相位，输出捕获结果。
[0018] 作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，采用统一的捕获延时参数控制当 前待解扩数据流兵鸟缓存的切换时间，实现数据的无缝缓存或固定延时缓存。
[0019] 作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S8中，所述捕获结果包括最大相关值、 次大相关值、W及在设计误差范围内的即时频率、即时码相位。
[0020] 本发明进一步提供一种捕获=频多通道无线电测量系统信号的系统，包括：
[0021] 数字下变频子模块，用来按照设定的捜索频率对中频数字信号进行下变频处理；
[0022] 降采样子模块，用来W2倍码速率对下变频后的数据进行降采样，得到当前频率 捜索单元下待解扩积分的数据流；
[0023] 数据缓存子模块，用来根据延时参数控制两个双端口存储器对待解扩积分的数据 流进行缓存处理，通过统一的延时参数确定数据无缝缓存或固定延时缓存的等待时间；
[0024] 数据读写控制子模块，用来利用高倍时钟快速读取缓存数据，并通过控制本地码 存储子模块同步读取由本地码生成子模块在捕获初始阶段存储的本地码表，在并行相关子 模块中完成解扩积分；
[00巧]码相位捜索控制子模块，用来对并行结果进行逐次比较，完成相位捜索；
[0026] 频率捜索控制子模块，用来根据相位捜索完成指示，更新频率捜索参数等待缓存 器切换时刻使能下一个频率单元的相位捜索，同时完成码相位补偿处理；
[0027] 口限判断子模块，用来逐次比较每个频率捜索单元的信号峰值并估计出噪声均 值，利用信噪比口限判断信号是否存在；
[0028] 输出模块，用来将捕获结果输出。
[0029]作为本发明系统的进一步改进：在存储器切换时刻，控制刷新载波频率子模块） 更新下变频频率，同时利用当前捜索的载波频率、标称射频中屯、频率W及标称码速率获得 当前捜索频率下对应的码多普勒补偿频率，并控制码多普勒补偿子模块更新降采样中的抽 取速率。
[0030]作为本发明系统的进一步改进：所述数据缓存子模块中包括兵鸟写缓存切换控制 模块、双端口存储器A、B及循环读缓存切换控制模块，所述兵鸟写缓存切换控制根据捕获 延迟参数完成数据无缝缓存或固定延时缓存；所述双端口存储器A、B封装了存储器的读写 控制端口，并集成了延时计数器和地址计数器；所述循环读缓存切换控制根据相位滑动捜 索的状态，循环读取写满的缓存器，产生快速相位捜索的积分数据。
[0031] 作为本发明系统的进一步