一種捕獲三頻多通道無線電測量系統信號的方法與系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明主要設及到無線電測量信號領域，特指一種適用于多波束、多通道無線電 測量信號捕獲的方法與系統。
【背景技術】
[0002] 高精度衛星多普勒測量定軌與無線電定位組合系統值OPP1 er化bitography by Radio化sitioning Intergrated on Satellite, DORI巧是由法國國家空間研究中 屯、C肥S(Centre化tional d'61:udes Spatiales)與法國國家地理研究所IGNQnstiut Geographique化tional)和法國國家大地測量研究組織GRGS(G;roupe de Recherches en Geodesie Spatiale)合作研制的，可W提供全弧段高精度軌道產品。DORIS系統 由星上部分和地面部分組成。星上部分包括雙頻全向天線、接收機和超穩石英振蕩器 US0(ultra-st油le oscillator)。地面部分主要包括多功能數據處理中SSALT0(Altimet;ry Orbitogr曰-phy曰nd Positioning Multi-mission Center)、測站網和IDS (International DORIS Service),其中測站網由主控測站、定軌測站和普通測站組成。地面信標機發出的雙 頻信號為星載DORIS接收機所接收，具體的測量量就是雙頻多普勒頻移。通過對雙頻無線 電信號的觀測量消除電離層的影響。一旦提供了很好的衛星運動力學模型，運樣的觀測量 通過數學處理（例如統計定軌方法）就可W獲得搭載該接收機的飛行器的軌道。
[0003] 隨著我國高分辨率對地觀測項目的發展需求，發展我國自己的衛星跟蹤測量系統 具有重要意義。作為我國天基北斗衛星跟蹤測量系統的有效補充，高精度無線電軌道測量 體制是我國在法國DORIS工作原理的基礎上，改進并重新設計的一種衛星高精度測定軌系 統，該系統利用=頻無線電信號觀測量獲得了更豐富的大氣參數測量值，實現了衛星的高 精度授時，采用擴頻信號體制提高了上行通信鏈路的容量、系統的可擴展性和可維護性等。
[0004] 高精度無線電軌道測量系統采用=頻多通道直接擴頻信號體制，星載終端設備配 備有=頻接收通道，星載終端的數字基帶需要同步捕獲=個不同頻段的直接擴頻信號。一 方面，由于=頻信號的偽碼速率、多普勒動態范圍，靈敏度指標不同，使得=頻信號的捕獲 過程相對獨立。另一方面，地面分布的信標站由多個碼組進行區分，在衛星過境弧段內，可 能同時接收至少2個通道的信號，使得一個波束內的捕獲至少需要捜索2個碼組。在一定 的速度指標約束下，運勢必會增加數字基帶的實現復雜度。
[0005] 擴頻碼捕獲有幾個重要的指標，捕獲靈敏度、捕獲時間、可適應的動態范圍。其中， 捕獲靈敏度主要由積分長度決定，在不進行非相干積分和信息符號跳變檢測的條件下，積 分長度的選擇直接取決于信息碼源和擴頻碼源的同步關系。而捕獲時間則與可適應動態范 圍指標有密切關系，捕獲時間越短可適應的動態范圍就越大。對于一次完整的捕獲過程來 說，捕獲時間包括數據采樣時間和處理時間。處理時間可W通過增加資源和優化算法來實 現，當處理時間明顯小于采樣時間時，采樣時間對整個捕獲時間有著決定性的影響，要縮短 整個捕獲時間只能通過減少采樣時間來完成。目前針對衛星擴頻信號的快速捕獲，傳統時 域并行相關捕獲方法運算復雜度低，容易進行參數配置實現通道切換，但捕獲時間受制于 捕獲處理時間，唯有增加并行捜索碼相位的相關路數來減少捕獲處理時間，運在星載設備 資源有限的情況下很難做到。
[0006] 如何更高效的減少捕獲時間并滿足=頻多通道測量信號的靈敏度和動態范圍指 標成為了捕獲方法需要突破的核屯、技術難點。
【發明內容】
[0007] 本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一 種易實現、精度高、能夠滿足當前工程化條件的捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方 法與系統。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明采用W下技術方案：
[0009] 一種捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的方法，其步驟為：
[0010]S1:采用=個高速模數轉換器同時對=頻段模擬中頻信號進行低通采樣，得到數 字中頻信號；
[0011]S2:s頻段數字中頻信號同時按照各自設定的載波頻率，進行下變頻處理，并W標 稱擴頻碼速率2倍的頻率加上捜索載波頻率下的碼多普勒補償頻率進行降采樣處理，得到 =頻段待解擴的數據流；
[0012]S3:采用時分復用捕獲的方式實現S頻段多通道信號的捕獲，利用提取的捕獲參 數控制當前的捕獲捜索過程，并通過捕獲參數中的捜索完成狀態和通道參數分別進行波段 切換和通道切換；
[001引S4 :存儲器切換時刻，刷新捜索頻率和碼多普勒補償頻率，存儲當前捜索頻率下的 采樣數據，并在高倍時鐘的驅動下循環快速的讀取上一個捜索頻率緩存的數據，W滑動相 關的方式進行碼相位捜索；
[0014]S5 :完成采樣數據的碼相位捜索等待下一個存儲器切換時刻；
[0015]S6:利用一個數據采樣周期完成一個頻率單元捜索的速度，逐級收斂多普勒頻率 捜索范圍，獲得信號的載波參數；
[001引S7 :利用口限判別時刻的載波捜索時間估計峰值點信號的碼相位時延，并對捜索 的碼相位結果進行相位補償處理；
[0017]S8:采用一次部分并行的相位捜索獲得準確的即時碼相位，輸出捕獲結果。
[0018] 作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S4中，采用統一的捕獲延時參數控制當 前待解擴數據流兵鳥緩存的切換時間，實現數據的無縫緩存或固定延時緩存。
[0019] 作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S8中，所述捕獲結果包括最大相關值、 次大相關值、W及在設計誤差范圍內的即時頻率、即時碼相位。
[0020] 本發明進一步提供一種捕獲=頻多通道無線電測量系統信號的系統，包括：
[0021] 數字下變頻子模塊，用來按照設定的捜索頻率對中頻數字信號進行下變頻處理；
[0022] 降采樣子模塊，用來W2倍碼速率對下變頻后的數據進行降采樣，得到當前頻率 捜索單元下待解擴積分的數據流；
[0023] 數據緩存子模塊，用來根據延時參數控制兩個雙端口存儲器對待解擴積分的數據 流進行緩存處理，通過統一的延時參數確定數據無縫緩存或固定延時緩存的等待時間；
[0024] 數據讀寫控制子模塊，用來利用高倍時鐘快速讀取緩存數據，并通過控制本地碼 存儲子模塊同步讀取由本地碼生成子模塊在捕獲初始階段存儲的本地碼表，在并行相關子 模塊中完成解擴積分；
[00巧]碼相位捜索控制子模塊，用來對并行結果進行逐次比較，完成相位捜索；
[0026] 頻率捜索控制子模塊，用來根據相位捜索完成指示，更新頻率捜索參數等待緩存 器切換時刻使能下一個頻率單元的相位捜索，同時完成碼相位補償處理；
[0027] 口限判斷子模塊，用來逐次比較每個頻率捜索單元的信號峰值并估計出噪聲均 值，利用信噪比口限判斷信號是否存在；
[0028] 輸出模塊，用來將捕獲結果輸出。
[0029]作為本發明系統的進一步改進：在存儲器切換時刻，控制刷新載波頻率子模塊） 更新下變頻頻率，同時利用當前捜索的載波頻率、標稱射頻中屯、頻率W及標稱碼速率獲得 當前捜索頻率下對應的碼多普勒補償頻率，并控制碼多普勒補償子模塊更新降采樣中的抽 取速率。
[0030]作為本發明系統的進一步改進：所述數據緩存子模塊中包括兵鳥寫緩存切換控制 模塊、雙端口存儲器A、B及循環讀緩存切換控制模塊，所述兵鳥寫緩存切換控制根據捕獲 延遲參數完成數據無縫緩存或固定延時緩存；所述雙端口存儲器A、B封裝了存儲器的讀寫 控制端口，并集成了延時計數器和地址計數器；所述循環讀緩存切換控制根據相位滑動捜 索的狀態，循環讀取寫滿的緩存器，產生快速相位捜索的積分數據。
[0031] 作為本發明系統的進一步