一种卫星信号捕获方法及相关装置与流程

本技术涉及卫星通信，尤其涉及一种卫星信号捕获方法及相关装置。

背景技术：

1、北斗卫星导航系统是我国自主研制的集定位、授时、通信于一体的重大基础设施。北斗短报文通信业务是北斗卫星导航系统区别于全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)、全球卫星导航系统(globalnavigationsatellitesystem，glonass)、伽利略卫星导航系统(galileosatellitenavigationsystem，galileo)等其他全球导航系统的特色之一。北斗短报文通信业务特别适用于在海洋、沙漠、草原、无人区等移动通信未覆盖、或覆盖不了、或通信系统被破坏的区域进行通信。北斗三号卫星的短报文系统对短报文技术体制进行了升级将北斗短报文业务的通信系统一些必要的资源开放给民用，针对民用业务和设备特性，需要依据北斗短报文业务的通信系统的特性设计通信协议。

2、目前，北斗三号的短报文业务通信系统由三颗同步地球轨道(geosynchronousearthorbit，geo)卫星提供服务，在硬件资源受限的情况下，例如，终端上的跟踪通道和相关器数量较少，终端捕获到卫星信号的耗时过程较长。

技术实现思路

1、本技术提供了一种卫星信号捕获方法及相关装置，终端可以快速捕获到卫星信号。

2、第一方面，本技术提供了一种卫星信号捕获方法，包括：终端接收卫星通过卫星无线电导航业务rnss信号播发的导航电文，确定出该终端的位置和终端的速度以及该卫星的星历参数、电离层参数和时钟同步脉冲；该终端基于该终端的位置、该终端的速度、该星历参数、该电离层参数和卫星地面设备的位置，确定出卫星无线电测定业务rdss出站信号从该卫星地面设备到该卫星的第一传播时间和该rdss出站信号从该卫星到该终端的第二传播时间；该终端基于该第一传播时间和第二传播时间，确定出该rdss出站信号的传输时延；该终端基于该rdss出站信号的传播时延和该时钟同步脉冲，确定出该rdss出站信号在传播过程中的相位时移；该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移，捕获该rdss出站信号。

3、通过本技术提供的一种卫星信号捕获方法，终端可以通过接收卫星通过rnss信号播发的导航电文(包括星历参数、1pps脉冲、电离层参数等等)，确定rdss出站信号从卫星地面设备到卫星的传播时间、rdss出站信号从卫星到终端的传播时间。进而，终端可以确定rdss出站信号在传播过程中码片的相位时移。终端可以基于rdss出站信号在传播过程中相位时移，对rdss出站信号进行捕获。这样，可以让终端快速捕获rdss出站信号。

4、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：该终端基于该终端的位置、该终端的速度、该星历参数和该卫星转发该rdss出站信号的下行频率，确定出该rdss出站信号从该卫星到该终端的第一多普勒频偏；该终端基于该卫星转发该rdss出站信号的下行频率和该第一多普勒频偏，确定出该rdss出站信号的接收频点；该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移，捕获该rdss出站信号，具体包括：该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移和该rdss出站信号的接收频点，捕获该rdss出站信号。

5、这样，通过计算该rdss出站信号从该卫星到该终端的第一多普勒频偏，终端可以准确确定出rdss出站信号在的接收频点，提高rdss出站信号的捕获速度。

6、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：该终端基于该时钟同步脉冲、该终端的本地晶振频率和该卫星转发该rdss出站信号的下行频率，确定出该终端100的本地晶振频偏；该终端基于该卫星转发该rdss出站信号的下行频率、该第一多普勒频偏和该第二多普勒频偏，确定出该rdss出站信号的接收频点，具体包括：该终端基于该卫星转发该rdss出站信号的下行频率、该第一多普勒频偏、该第二多普勒频偏和该终端的本地晶振频偏，确定出该rdss出站信号的接收频点。

7、这样，通过进一步考虑终端的本地晶振频偏，终端可以准确确定出rdss出站信号在的接收频点，提高rdss出站信号的捕获速度。

8、在一种可能的实现方式中，该终端基于该终端的位置、该终端的速度、该星历参数和该卫星转发该rdss出站信号的下行频率，确定出该rdss出站信号从该卫星到该终端的第一多普勒频偏，具体包括：该终端基于该星历参数确定出该卫星的卫星位置和卫星速度；该终端基于该卫星位置、该卫星速度、该终端的位置、该终端的速度和该卫星转发该rdss出站信号的下行频率，确定出该第一多普勒频偏。

9、在一种可能的实现方式中，该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移和该rdss出站信号的接收频点，捕获该rdss出站信号，具体包括：该终端基于该rdss出站信号的接收频点和频点误差，确定出该rdss出站信号的接收频点搜索范围；该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移和该rdss出站信号的接收频点搜索范围，捕获该rdss出站信号。

10、这样，在rdss出站信号的接收频点上进一步考虑频点误差，可以增加捕获rdss出站信号的容错率。

11、在一种可能的实现方式中，该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移，捕获该rdss出站信号，具体包括：该终端基于该rdss出站信号在传播过程中的相位时移和相位时移误差，确定该rdss出站信号的相位时移范围；该终端基于该rdss出站信号的相位时移范围在时域上捕获该rdss出站信号。

12、这样，在rdss出站信号的相位时移上进一步考虑相位时移误差，可以增加捕获rdss出站信号的容错率。

13、在一种可能的实现方式中，该终端基于该终端的位置、该终端的速度、该星历参数、该电离层参数和卫星地面设备的位置，确定出卫星无线电测定业务rdss出站信号从该卫星地面设备到该卫星的第一传播时间和该rdss出站信号从该卫星到该终端的第二传播时间，具体包括：该终端基于该星历参数和电离层参数确定出该卫星的卫星位置和卫星速度；该终端基于该电离层参数确定出该rnss信号的电离层延迟，并基于该rnss信号的电离层延迟，确定出该rdss出站信号的上行电离层传输延迟和该rdss出站信号的下行电离层传输延迟；该终端基于该卫星的卫星位置和该卫星地面设备的位置，通过第一对流层延迟模型确定出rdss出站信号的上行对流层的传输延迟；该终端基于该卫星的卫星位置和该终端的位置，通过第二对流层延迟模型确定出该rdss出站信号的下行对流层的传输延迟；该终端基于该rdss出站信号从该卫星地面设备到该卫星传播过程中上行对流层的传输延迟、该rdss出站信号从该卫星地面设备到该卫星传播过程中的上行电流层传输延迟、该卫星地面设备的发射延迟、该卫星地面设备的位置和该卫星的位置，确定出该第一传播时间；该终端基于该rdss出站信号从该卫星到该终端传播过程中下行对流层的传输延迟、该rdss出站信号从该卫星到该终端传播过程中下行电离层的传输延迟、该卫星的位置和该终端的位置，确定出该第二传播时间。

14、在一种可能的实现方式中，该rdss出站信号在传播过程中的相位时移包括该rdss出站信号在传播过程中相位时移的码片偏移量；该终端基于rdss出站信号的传播时延和该时钟同步脉冲，确定出该rdss出站信号在传播过程中的相位时移，具体包括：该终端基于该rdss出站信号的传播时延、时钟同步脉冲、该rdss出站信号的扩频码序列的码片数量l、扩频码序列的序列周期和该rdss出站信号中的副码周期，确定出该rdss出站信号在传播过程中相位时移的码片偏移量。

15、在一种可能的实现方式中，该第一传播时间通过如下公式确定：

16、

17、其中，tu为该第一传播时间。xc、yc和zc为在t时刻该卫星地面设备在三维坐标系中的位置坐标。xs、ys和zs为在该t时刻该卫星在三维坐标系中的位置坐标。tc为该卫星地面设备的发射延迟。ttrop-u为该rdss出站信号的上行对流层传输延迟。ti-u为该rdss出站信号的上行电离层传输延迟。c为电磁波的传播速度。该t时刻可以为该终端触发捕获该rdss出站信号过程的时刻。

18、在一种可能的实现方式中，该第二传播时间通过如下公式确定：

19、

20、其中，td为该第二传播时间，xu、yu和zu为在t时刻该终端在三维坐标系中的位置坐标，xs、ys和zs为在该t时刻该卫星在三维坐标系中的位置坐标，ttrop-d为该rdss出站信号的下行对流层的传输延迟，ti-d为该rdss出站信号的下行电离层传输延迟，c为电磁波的传播速度。

21、在一种可能的实现方式中，该rdss出站信号的传输时延，通过如下公式确定：

22、δt＝tu+td

23、其中，δt为该rdss出站信号的传输时延，tu为该第一传播时间，td为该第二传播时间。

24、在一种可能的实现方式中，该时钟同步脉冲为秒脉冲1pps；该rdss出站信号在传播过程中码片的相位时移，通过如下公式确定：

25、

26、其中，initchip为该rdss出站信号在传播过程中相位时移的码片偏移量，tr为该rdss出站信号中的副码周期，l为该rdss出站信号的扩频码序列的码片数量。tm为该rdss出站信号的扩频码序列的序列周期。

27、在一种可能的实现方式中，该rdss出站信号的接收频点通过如下公式确定：

28、fr＝fs+fd1+fd2

29、其中，fr为该rdss出站信号的接收频点，fs为该卫星转发该rdss出站信号的下行频率，fd1为该第一多普勒频偏，fd2为该终端的本地晶振频偏。

30、在一种可能的实现方式中，该卫星为地球同步轨道geo卫星。

31、在一种可能的实现方式中，该终端预存有该卫星地面设备的位置。

32、在第一方面中卫星可以指有卫星信号捕获需求的卫星系统，例如，基于北斗短报文业务的北斗通信系统。在该北斗通信系统中，上述卫星可以为北斗短报文卫星，卫星地面设备可以为北斗网络设备。

33、第二方面，本技术提供了一种终端，包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得通信装置执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的方法。

34、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在终端上运行时，使得终端执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的方法。

35、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的方法。

36、第五方面，本技术提供了一种芯片或芯片系统，应用于终端，包括处理电路和接口电路，接口电路用于接收代码指令并传输至处理电路，处理电路用于运行代码指令以执行上述第一方面任一项可能的实现方式中的方法。

37、其中，第二方面至第五方面的有益效果，请参见第一方面的有益效果，不重复赘述。