一种卫星信号捕获方法及相关设备

本说明书涉及通信领域，更具体地说，本发明涉及一种卫星信号捕获方法及相关设备。

背景技术：

1、当前，探月飞行器主要依赖于地面监控网络进行导航定位确定轨道的。然而随着航天器执行探月任务或月球临近任务日益增多，对高精度定轨的需求进一步提高，传统的地面监控网络资源将会越来越紧张，人们不得不寻求一种高精度的自主导航方案作为备份导航手段。gnss(global navigation satellite system，全球导航卫星系统)具有全天时、全天候、全球覆盖等特点，并鉴于其在过往轨道导航定位的优异表现，倘若能够在月球任务中使用gnss导航，对缓解地面测控压力、提高定轨精度以及实现自主导航等方面会起到极大的帮助。

2、相对于地面或者低轨空间的应用场景来说，gnss在地月轨道上的应用需要克服更多的技术难点。当gnss卫星信号达到月球高度时，其信号强度大约比地面接收用户低20db。普通接收机难以实现捕获跟踪。除此以外，飞行器飞行速度快，且gnss卫星自身的高动态特性，相对运动产生的多普勒频移和变化率大。而目前在地月转移轨道捕获卫星信号是一个尚待解决的问题，更缺少一种可靠的判断是否捕获成功的方法。

技术实现思路

1、在
技术实现要素：
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

2、为了提准确判断卫星弱信号是否捕获成功，第一方面，本发明提出一种卫星信号捕获方法，上述方法包括：

3、基于原始卫星信号拆分获取q段待处理卫星信号，其中，每段上述待处理卫星信号长度相同；

4、基于上述q段待处理卫星信号和z轮捕获操作获取信号判断值，其中，上述捕获操作包括相干积分操作、fft运算操作、二级码剥离操作、非相干累加操作中至少一种，每轮上述捕获操作的起始点不同且捕获操作的信号至少部分重叠；

5、在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号。

6、可选的，上述方法还包括：

7、获取上述卫星的卫星类别，其中，上述卫星类别包括非二级码卫星，上述捕获操作包括非二级码捕获操作；

8、基于上述q段待处理卫星信号和z轮捕获操作以获取信号判断值，包括：

9、在上述卫星类别为非二级码卫星的情况下，对每段上述待处理卫星信号进行z轮非二级码捕获操作以获取非相干信号的最大值和次大值，其中，每轮上述非二级码捕获包括相干积分操作、fft运算操作和非相干积分操作；

10、将上述最大值和上述次大值的比值确定为上述信号判断值。

11、可选的，上述在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号，包括：

12、在每个上述信号判断值均大于比值预设值的情况下，将上述原始卫星信号确定为上述有效卫星信号。

13、可选的，上述卫星类别还包括二级码卫星，上述捕获操作包括二级码捕获操作；

14、基于上述q段待处理卫星信号和z轮捕获操作以获取信号判断值，包括：

15、在上述卫星类别为二级码卫星的情况下，对每段上述待处理卫星信号进行z轮二级码捕获操作以获取目标峰待处理卫星信号对应的多普勒频偏差，其中上述二级码捕获操作包括相干积分操作、二级码剥离操作、fft运算操作和非相干积分操作；

16、将每个上述多普勒频偏差作为信号判断值。

17、可选的，上述对每段上述待处理卫星信号进行z轮二级码捕获操作以获取目标峰值对应的多普勒频偏差，包括：

18、对每段上述待处理卫星信号进行1轮上述二级码捕获操作以获取目标峰待处理卫星信号，其中，上述目标峰待处理信号为非相干信号的最大值和次大值比值大于目标峰预设值对应的待处理卫星信号；

19、对上述每段目标峰待处理卫星信号进行z-1轮上述二级码捕获操作以获取上述多普勒频偏。

20、可选的，上述在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号，包括：

21、在每个上述多普勒频偏差均小于预设偏差阈值的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号。

22、可选的，上述方法还包括：

23、对上述原始卫星信号进行下变频处理获取零中频信号；

24、对上述零中频信号进行滤波和降采样处理获取上述待处理卫星信号。

25、第二方面，本发明还提出一种卫星信号捕获装置，包括：

26、拆分单元，用于基于原始卫星信号拆分获取q段待处理卫星信号，其中，每段上述待处理卫星信号长度相同；

27、获取单元，用于基于上述q段待处理卫星信号和z轮捕获操作获取信号判断值，其中，上述捕获操作包括相干积分操作、fft运算操作、二级码剥离操作、非相干累加操作中至少一种，每轮上述捕获操作的起始点不同且捕获操作的信号至少部分重叠；

28、确定单元，用于在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号。

29、综上，本申请实施例提出的一种卫星信号捕获方法包括：基于原始卫星信号拆分获取q段待处理卫星信号，其中，每段上述待处理卫星信号长度相同；基于上述q段待处理卫星信号和z轮捕获操作获取信号判断值，其中，上述捕获操作包括相干积分操作、fft运算操作、二级码剥离操作、非相干累加操作中至少一种，每轮上述捕获操作的起始点不同且捕获操作的信号至少部分重叠；在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号。本申请实施例提供的方法，在原始卫星信号中提取q段信号，分别进行相干积分操作、fft运算并进行非相干积分操作得到非相干信号，通过非相干信号获取此原始信号的信号判断值，在信号判断值满足预设条件的情况下，说明成功捕获到了卫星信号，将原始信号确定为有效信号。通过本方法的相干积分操作、fft运算和非相干积分操作可以将卫星弱信号通过运算进行合理的加强以获得信号判断值，通过该信号判断值与预设条件进行比较，使得弱信号获取判别的准确率得到较大提升。

30、本发明的卫星信号捕获方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种卫星信号捕获方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述信号判断值满足预设条件的情况下，将所述原始卫星信号确定为有效卫星信号，包括：

4.如权要求2所述的方法，其特征在于，所述卫星类别还包括二级码卫星，所述捕获操作包括二级码捕获操作；

5.如权要求4所述的方法，其特征在于，所述对每段所述待处理卫星信号进行z轮二级码捕获操作以获取目标峰值对应的多普勒频偏差，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述信号判断值满足预设条件的情况下，将所述原始卫星信号确定为有效卫星信号，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种卫星信号捕获装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的卫星信号捕获方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的卫星信号捕获方法。

技术总结
本发明公开了一种卫星信号捕获方法及相关设备。该方法包括：基于原始卫星信号拆分获取Q段待处理卫星信号，其中，每段上述待处理卫星信号长度相同；基于上述Q段待处理卫星信号和Z轮捕获操作获取信号判断值，其中，上述捕获操作包括相干积分操作、FFT运算操作、二级码剥离操作、非相干累加操作中至少一种，每轮上述捕获操作的起始点不同且捕获操作的信号至少部分重叠；在上述信号判断值满足预设条件的情况下，将上述原始卫星信号确定为有效卫星信号。通过本方法的相干积分操作、FFT运算和非相干积分操作可以将卫星弱信号通过运算进行合理的加强以获得信号判断值，使得弱信号获取判别的准确率得到较大提升。

技术研发人员：张子璨,刘学勇,陈杰,陈鸣
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14