CN103441777B - 一种星载扩频接收机及其提高载波捕获精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，通过包括电源、中频处理机和射频模块的星载扩频接收机与地面测控站配合完成测控工作，通过射频模块接收地面测控站的多通道扩频信号，并将扩频信号通过该射频模块变为中频信号，通过中频处理机对中频数字信号进行数字下变频、时域并行快速捕获、门限检测判决、载波频率遍历搜索以及粗捕后估计过程，捕获并通过三角插值方法估计得出扩频信号比较准确的载波频率，并将该载波频率提供给中频处理机的跟踪单元实现细捕获过程，从而解调出基带信息，并建立星地测控通信的上行链路。通过该粗捕后估计方法计算出更为准确的捕获频率值，从而缩短跟踪锁定时间，并加快星载扩频接收机工作响应速度。

Description

一种星载扩频接收机及其提高载波捕获精度的方法

技术领域

本发明涉及载波捕捉精度的信号处理方法，尤其涉及一种“粗捕后估计”的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法及星载扩频接收机。

背景技术

随着航天测控通信技术的发展，扩频测控系统在星地测控系统中起着关键作用,其核心是将伪码测距、伪码扩频、码分多址等数字通信技术引入到航天测控系统中,实现对卫星的遥控、遥测、跟踪、测距、测速等功能,完成测控任务,同时靠码分多址实现多地面站并发测控通信。

扩频测控系统包括上行链路和下行链路两部分，其中，上行链路是由地面测控站发送多通道扩频信号，穿越大气层，到达星载扩频接收机；下行链路即星上发射链路，是由星载扩频发射机发送多通道扩频信号，穿越大气层，到达地面测控站。

星载扩频接收机，作为扩频测控系统上行链路的重要部分，包括一路遥控通道和多路测距通道，遥控通道和测距通道相互独立，码分多址，共用同一载波。扩频通信使用的扩频码，也可称为伪码，扩频接收机的接收处理过程，首先将从天线输入的射频信号经过低噪声放大器、射频混频器和滤波器，将射频信号变频到中频后，通过自动增益控制（AGC，Auto Gain Control）输出给ADC(Analog-to-Digital Converter)采集器。之后，对ADC采集器采集的中频数字信号，采取扩频码-载波快速捕获，这一过程称为“粗捕获”，快速捕获单元将有一定误差的捕获结果，即载波频率和扩频码相位提供给跟踪环路；跟踪环路实现“细捕获”，完成精确跟踪，输出基带数据，建立星地测控通信的上行链路。

扩频接收机在完成“粗捕获”过程中，如果载波频率和扩频码相位的精确度能够提高，那么将缩短后续“细捕获”跟踪环路的响应时间，加快建立星地测控通信链路。

因此，为了提高多通道扩频接收机进入“细捕获”前载波频率的准确度，本发明提出了一种星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，即本发明在“粗捕获”与“细捕获”过程之间，加入“粗捕后处理”这一环节，用三角插值的方法估计更为准确的捕获频率。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种能够提高多通道扩频接收机进入“细捕获”前载波频率准确度的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，从而提高捕获性能和缩短细捕获时间，具体包括如下步骤：

（1）数字下变频：中频处理机的快速捕获单元在星载扩频接收机载波频率的搜索范围中选取一个本地中频载波频率，并以此生成I、Q两路载波，与星载扩频接收机接收到的一中频数字信号进行数字下变频，将中频数字信号变频至零中频附近的I、Q正交信号；

（2）时域并行快速捕获：先对本地I、Q正交信号进行内插抽取，接着进行快速傅立叶变换（FFT，Fast Fourier Transform）处理，与本地伪码的FFT共轭结果进行复数乘法，并对复数乘法结果进行快速傅立叶逆变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transform)处理，求得时域各个扩频码相位的相关值；

（3）设计门限检测判决：对求得的时域各个扩频码相位的相关值进行最大值选取，并计算噪声均值的模方取大过程，根据相关值最大值和噪声均值的比值进行门限检测判决，从而判定是否在某处扩频码相位上存在大于噪声均值的相关值，并判定为捕捉到信号；

（4）载波频率搜索的遍历：当在该载波频率上有一个扩频码相位的相关值通过门限检测判决时，则说明捕获到扩频信号，则进入步骤（5）；当未通过信号判决门限时，则说明未成功捕获到扩频信号，在载波频率的搜索范围中以Δf为间隔选取下一个本地载波频率，并重复步骤（1）至步骤（4），直至所有本地载波频率范围依次搜索完成；

（5）粗捕后估计：在某一频率f_i上的某个扩频码相位上，快速捕获单元搜索到信号，且快速捕获单元向粗捕后估计提供若干捕获计算结果，并通过一估计算法对所述捕获计算结果估计得出较准确的频率值。

较佳地，所述捕获计算结果包括：

a、频率f_i上该扩频码相位的相关值Corr_i；

b、相邻频率f_i+1的f_i+Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i+1；

c、相邻频率f_i-1的f_i-Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i-1。

较佳地，在同一扩频码相位上的三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}中，最大值为Corr_i，且所述三组相关值之间的关系包括：

1）若频率f_i与实际信号频率f_x完全一致，则相邻频率f_i-1和相邻频率f_i+1的相关值相同；

2）若频率f_i大于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值大于相邻频率f_i+1的相关值；

3）若频率f_i小于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值小于相邻频率f_i+1的相关值。

较佳地，根据所述三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}，通过估计算法估计得到比所述频率f_i更加准确的频率值f_i+x，并将该频率值f_i+x提供给所述跟踪单元，进行细捕获过程。

较佳地，所述估计算法具体为三角插值算法，其中，利用相邻的三个频点{f_i-1,f_i,f_i+1}上的该码相位的三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}进行线性估计，并利用相关值曲线的对称性以直线逼近的方式进行计算，从而得到估计后的载波频率值和相关值，且所述三角插值算法的计算公式为：

本发明还提出了一种星载扩频接收机，所述星载扩频接收机包括射频模块、中频处理机和电源；其中，所述电源分别连接所述射频模块和所述中频处理机，并提供给所述射频模块和所述中频处理机工作电压；所述射频模块包括一低噪声放大器、射频混频器、滤波器、自动增益控制模块；一地面测控站发射多通道扩频信号，所述多通道扩频信号经过所述传输路径进入所述射频模块，通过所述低噪声放大器、所述射频混频器和所述滤波器将所述多通道扩频信号下变频到中频，通过自动增益控制模块输出中频模拟信号给所述中频处理机。

较佳地，所述中频处理机包括A/D采集器、快速捕获单元、粗捕后估计单元和跟踪单元；其中，所述A/D采集器将中频模拟信号采集为中频数字信号传递给所述快速捕获单元；所述中频数字信号经过数字下变频处理后，通过所述快速捕获单元对所述中频数字信号进行扩频码-载波二维快速捕获，并将所述中频数字信号的扩频码相位和载波频率信息传递给粗捕后估计单元；所述粗捕后估计单元对所述中频数字信号的载波频率进行估计，并将所述扩频码相位和估计后的载波频率信息传输至所述跟踪单元；所述跟踪单元根据所述扩频码相位和所述估计后的载波频率信息稳定跟踪上各通道扩频信号，从而从所述各通道扩频信号中连续、稳定解调出基带信息，并建立星地测控通信的上行链路。

较佳地，所述快速捕获单元包括数字下变频模块、内插抽取模块、FFT模块、本地伪码模块、本地伪码FFT共轭模块、复乘模块、IFFT模块、模方选大模块、检测判决模块和接口模块；其中，所述快速捕获单元通过所述接口模块与所述粗捕后估计单元连接；所述数字下变频模块、所述内插抽取模块、所述FFT模块、所述复乘模块、所述IFFT模块、所述模方选大模块和所述门限判决模块依次连接，且所述本地伪码模块分别连接所述FFT模块和所述门限判决模块，所述本地伪码FFT共轭模块分别与所述FFT模块和所述复乘模块连接，所述门限判决模块还连接所述数字下变频模块；所述数字下变频模块将所述中频数字信号下变频至零中频载波频率，通过所述内插抽取模块对所述下变频后的中频数字信号进行内插抽取，通过所述FFT模块、所述本地伪码模块、所述本地伪码FFT共轭模块、所述复乘模块和所述IFFT模块对中频数字信号进行快速傅立叶变换和快速傅立叶逆变换以得到相关结果（所述扩频码相位的相关值），并通过所述模方选大模块和所述检测判决模块对相关结果（所述扩频码相位的相关值）进行最大值选取，并计算噪声均值的模方选大过程，根据相关值最大值和噪声均值的比值进行门限检测判决，从而完成一次捕获处理。

较佳地，所述快速捕获单元采用伪码并行-载波串行快速捕获搜索；其中，一次快速捕获过程在一个载波频率单元上，并行搜索所有扩频码相位方格。

较佳地，所述粗捕后估计单元包括一三角插值模块，通过所述三角插值估计计算较准确的载波频率值。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，与现有技术直接输出捕获信号的频率f_i，提供给跟踪模块完成后续细捕获过程相比，由于频率f_i与实际信号频率f_x还有Δf的误差，则现有技术需要依靠跟踪模块花费较大运算量来弥补相比，而本发明通过频率f_i相邻的两个频率的相关值大小的关系，设计了粗捕后估计算法，用三角插值的方法计算得到更为准确的捕获频率，减轻跟踪模块的运算负担，缩短跟踪环路的入锁时间，达到加快星载扩频接收机的工作响应速度。

2、通过本发明设计的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，通过采用伪码并行-载波串行快速捕获搜索的方法遍历所有的载波频率单元，比较所有过门限的峰值，并选择最大峰值所在的搜索方格作为信号方格，将其对应的载波频率和扩频码相位作为预测值，从而有效提高捕获精度，减小漏检概率。

3、本发明提供的星载扩频接收机，通过中频处理机，且在中频处理机中设计快速捕获单元和粗捕后估计单元，通过快速捕获单元捕获信号，并通过粗捕后估计单元进行估计计算，从而提高细捕获速率；而且快速捕获单元的搜索单元门限判决检测时，捕获判决提高了捕获准确性。因此，本发明设置的伪码并行-载波串行的搜索方法也将提高快速捕获单元的捕获性能。

附图说明

图1为本发明星载扩频测控系统的上行链路结构框图；

图2为本发明星载扩频接收机的系统结构框图；

图3为本发明星载扩频接收机的快速捕捉算法流程图；

图4为本发明星载扩频接收机的扩频测控信号粗捕后估计算法示意图。

符号列表：

101-地面测控站，102-传输路径，103-星载扩频接收机；200-射频模块，201-低噪放大器，202-射频混频器，203-滤波器，204-自动增益控制模块；300-中频处理机，301-快速捕获单元，302-粗捕后估计单元，303-跟踪单元，304-A/D采集器；401-数字下变频模块，402-内插抽取模块，403-FFT模块，404-复乘模块，405-IFFT模块，406-模方选大模块，407-门限判决模块，408-本地伪码模块，409-本地伪码FFT共轭模块；500-电源。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

现参考图1至图4详细描述根据本发明实施的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，如图1所示，本发明具体实施的扩频测控系统的上行链路，该系统包括地面测控站101和星载扩频接收机103，地面测控站101与星载扩频接收机103之间通过一传输路径102实现多通道扩频信号的接收；该地面测控站101经过天线发射多通道扩频信号，穿过大气层，到达该星载扩频接收机103，使该地面测控站101和星载扩频接收机103之间建立星地测控通信的上行链路。而且，在扩频通信使用的扩频码，也可称为伪码；在具体实施过程中，可根据不同的情况称之为扩频码或伪码。

其中，如图2所示，该星载扩频接收机103包括一射频模块200、中频处理机300和电源500，该电源500分别连接射频模块200和中频处理机300，并提供给射频模块200和中频处理机300工作电压，该射频模块200和中频处理机300相连接；该射频模块200包括一低噪声放大器201、射频混频器202、滤波器203、自动增益控制（AGC）模块204；该地面测控站101发射多通道扩频信号，该多通道扩频信号经过传输路径进入射频模块200，通过低噪声放大器201、射频混频器202和滤波器203将多通道扩频信号下变频到中频，通过自动增益控制模块204输出中频模拟信号至中频处理机300。

而且，该中频处理机300包括一A/D采集器304、快速捕获单元301、粗捕后估计单元302和跟踪单元303，该快速捕获单元301与粗捕后估计单元302和跟踪单元303依次连接，且该跟踪单元还连接快速捕获单元；中频模拟信号首先经过A/D采集器采集输出为中频数字信号，在快速捕获单元301中经过数字下变频处理后，进行扩频码-载波二维信息的快速捕获，并将捕获到的扩频码相位和载波频率信息传递至粗捕后估计单元302；该粗捕后估计单元302对捕获到的中频信号的载波频率信息进行估计处理，并将扩频码相位和估计后的载波频率信息提供给跟踪单元303，该跟踪单元303为一扩频码-载波跟踪环路，该跟踪单元303根据扩频码相位和估计后的载波频率，进行细捕获处理，稳定跟踪上各通道扩频信号，从而从各通道扩频信号中连续、稳定地解调出基带信息，并建立星地测控通信的上行链路。

如图3所示，该快速捕获单元301包括数字下变频模块401、内插抽取模块402、FFT（快速傅立叶变换）模块403、本地伪码模块408、本地伪码FFT共轭模块409、复乘模块404、IFFT（快速傅立叶逆变换）模块405、模方选大模块406、检测判决模块407和接口模块；其中，该快速捕获单元301通过接口模块与粗捕后估计单元302连接，该数字下变频模块401、内插抽取模块402、FFT模块403、复乘模块404、IFFT模块405、模方选大模块406和门限判决模块407依次连接，且该本地伪码模块408分别连接FFT模块405和门限判决模块407，该本地伪码FFT共轭模块409分别与FFT模块405和复乘模块404连接，该门限判决模块407还连接数字下变频模块401。

其中，经过A/D采集器304采集的中频数字信号传输至该快速捕获单元301，首先，该数字下变频模块401将该中频数字信号下变频至零中频载波频率，通过该内插抽取模块402对该零中频载波频率进行内插抽取，并通过该FFT模块403进行快速傅立叶变换处理，经过快速傅立叶变换处理的计算结果与通过本地伪码模块408、本地伪码FFT共轭模块409的本地伪码共轭计算结果在复乘模块404进行复数乘法处理，并将该复数乘法结果通过该IFFT模块405进行快速傅立叶逆变换处理，从而求得时域各个扩频码相位的相关值；该快速捕获单元301通过模仿选大模块406和检测判断模块407对求得的相关值的相关结果进行最大值选取，并计算噪声均值的模方选大过程，根据相关值最大值和噪声均值的比值进行门限检测判决，从而判定是否在某处扩频码相位上存在大于噪声均值的相关值，从而完成一次捕获处理。

而且，如果捕获到信号，则将该中频数字信号的扩频码相位和载波信息发送至该粗捕后估计单元302进行估计处理，该粗捕后估计单元302估计得出比较准确的频率值，并将该扩频码相位和估计后的频率信息发送至扩频码-载波跟踪单元303进行细捕获过程；如果没有捕捉到信号，则该快速捕捉单元301将重新捕捉多通道扩频信号，直至所有本地载波频率范围依次搜索完成。即在快速捕获过程中，为了提高捕获精度，减小漏检概率，遍历所有的载波频率单元（即所有的载波频率范围），比较所有过门限的峰值，从而选择最大峰值所在的搜索方格作为信号方格，并将其对应的载波频率作为预测值进行估计，进而缩短细捕获过程。

另外，在搜索过程中，一个载波单元和一个扩频码相位值对应一个搜索方格，该快速捕获单元可采用伪码并行-载波串行快速捕获搜索的方法实现快速捕获。

如图4所示，为粗捕后估计的估计算法，图中横轴表示载波频率，纵轴表示相关值，图中以三角曲线表示相关值的特性，虚线表示的是频率f_i与实际信号频率f_x完全一致的情况；此时，相邻频率f_i-1和相邻频率f_i+1的相关值大小相同。假设在某一频率f_i附近的某一个扩频码相位上，该快速捕获单元搜索到信号，则该快速捕获单元获得的捕获结果为：

1、频率f_i上该扩频码相位的相关值Corr_i，表示为直线AE；

2、相邻频率f_i+1的f_i+Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i+1，表示为直线IJ；

3、相邻频率f_i-1的f_i-Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i-1，表示为直线BD。

将直线AE以OL为对称轴得到直线FH，分析三角型ABC和EGI，可得到三角斜率关系满足：

$\frac{\mathrm{AC}}{\mathrm{BC}}=\frac{\mathrm{FG}}{\mathrm{GI}}$

推导得到：

$\frac{\mathrm{AC}}{\mathrm{BC}}=\frac{{\mathrm{Corr}}_i-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}{\mathrm{\Δf}}$

$\frac{\mathrm{FG}}{\mathrm{GI}}=\frac{{\mathrm{Corr}}_i-{\mathrm{Corr}}_{i+1}}{\mathrm{\Δf}-2*x}$

得出三角插值算法的计算公式为： $\frac{{\mathrm{Corr}}_{i+1}-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}{{\mathrm{Corr}}_i-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}=\frac{2*x}{\mathrm{\Δf}}.$

从而得出x为：

$x=\frac{\mathrm{\Δf}}{2}*\frac{{\mathrm{Corr}}_{i+1}-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}{{\mathrm{Corr}}_i-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}$

则通过三角插值估计算法后得到的载波频率值为f_i+x，并提供给跟踪单元，进行细捕获过程。

通过以上对星载扩频接收机的描述，则具体的提高载波捕获精度的方法，包括如下步骤：

（1）数字下变频：

通过中频处理机的快速捕获单元在星载扩频接收机载波频率的搜索范围中选取一个本地中频载波频率，并以此生成I、Q两路载波，与星载扩频接收机接收到的一中频数字信号（具体为从地面测控站发送的多通道扩频信号进行变频和A/D采集后的信号）进行数字下变频，将扩频信号变频至零中频附近的I、Q正交信号；

（2）时域并行快速捕获：

先对本地I、Q正交信号进行内插抽取，接着进行快速傅立叶变换FFT处理，与本地伪码的FFT共轭结果进行复数乘法，并对复数乘法结果进行快速傅立叶逆变换IFFT处理，求得时域各个扩频码相位的相关值；

（3）设计门限检测判决：

对求得的时域各个扩频码相位的相关值进行最大值选取，并计算噪声均值的模方取大过程，根据相关值最大值和噪声均值的比值进行门限检测判决，从而判定是否在某处扩频码相位上存在大于噪声均值的相关值，并判定为捕捉到信号；

（4）载波频率搜索的遍历：

当在该载波频率上有一个扩频码相位的相关值通过门限检测判决时，则说明捕获到扩频信号，则进入步骤（5）；当未通过信号判决门限时，则说明未成功捕获到扩频信号，在载波频率的搜索范围中以Δf为间隔选取下一个本地载波频率，并重复步骤（1）至步骤（4），直至所有本地载波频率范围依次搜索完成；

（5）粗捕后估计：

在某一频率f_i上的某个扩频码相位上，快速捕获单元搜索到扩频信号，且快速捕获单元向粗捕后估计提供若干捕获计算结果，并通过一算法对所述捕获计算结果估计得出较准确的频率值。

通过该提高载波捕获精度方法捕获得到的计算结果包括：

a、频率f_i上该扩频码相位的相关值Corr_i；

b、相邻频率f_i+1的f_i+Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i+1；

c、相邻频率f_i-1的f_i-Δf上该扩频码相位的相关值Corr_i-1。

其中，该在同一扩频码相位上的三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}中，最大值为Corr_i，且所述三组相关值之间的关系包括：

1）若频率f_i与实际信号频率f_x完全一致，则相邻频率f_i-1和相邻频率f_i+1的相关值相同；

2）若频率f_i大于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值大于相邻频率f_i+1的相关值；

3）若频率f_i小于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值小于相邻频率f_i+1的相关值。

根据该三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}，通过三角插值算法，估计得到比所述频率f_i更加准确的频率值f_i+x，并将该频率值f_i+x提供给所述跟踪单元，进行细捕获过程；其中，所述三角插值算法的计算公式为： $\frac{{\mathrm{Corr}}_{i+1}-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}{{\mathrm{Corr}}_i-{\mathrm{Corr}}_{i-1}}=\frac{2*x}{\mathrm{\Δf}}.$

如图4所示，在具体实施过程中，如图示中所示，在频率f_i附近的有个扩频码相位上，快速捕捉单元捕捉到信号，该频率f_i上的扩频码相位的相关值为Corr_i，相邻频率f_i+1的f_i+Δf上该扩频码相位的相关值为Corr_i+1，相邻频率f_i-1的f_i-Δf上该扩频码相位的相关值为Corr_i-1；且该频率f_i小于实际信号频率f_x，则该相邻频率f_i+1的相关值应大于相邻频率f_i-1的相关值，从而通过三角插值计算得到估计后的载波频率值f_i+x，并将该估计后得到的载波频率值f_i+x提供给跟踪单元，由该跟踪单元进行细捕获过程。同样可以分析得到频率f_i大于实际信号频率f_x时的载波频率估计值（在此不再详细说明），并将该载波频率提供给跟踪单元，由该跟踪单元进行细捕获。

本发明提供的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法主要是通过快速捕获单元进行粗捕获，通过粗捕后估计单元对捕获的信号进行频率估计，进而通过跟踪单元进行信号跟踪，实现细捕获；通过该粗捕后估计的估计方法，使缩短了后期细捕获的过程和入锁时间，减轻了跟踪单元的运算负担；并达到加快星载扩频接收机的工作响应速度的作用。

本发明实施的星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法中具体实施的搜索方法并不仅限于本实施提出的伪码并行-载波串行的搜索方法进行搜索；而且在捕获到信号后，不仅限于本实施例提出的三角插值进行估计计算的方法，还可以通过其他估计计算方法进行估计得出比较准确的载波频率，从而实现跟踪单元的进一步跟踪捕获。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims (6)

1.一种星载扩频接收机提高载波捕获精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)数字下变频：

中频处理机的快速捕获单元在星载扩频接收机载波频率的搜索范围中选取一个本地中频载波频率，并以此生成I、Q两路载波，与星载扩频接收机接收到的一中频数字信号进行数字下变频，将中频数字信号变频至零中频附近的I、Q正交信号；

(2)时域并行快速捕获：

先对本地I、Q正交信号进行内插抽取，接着进行快速傅立叶变换FFT处理，与本地伪码的FFT共轭结果进行复数乘法，并对复数乘法结果进行快速傅立叶逆变换IFFT处理，求得时域各个扩频码相位的相关值；

(3)设计门限检测判决：

对求得的时域各个扩频码相位的相关值进行最大值选取，并计算噪声均值的模方取大过程，根据相关值最大值和噪声均值的比值进行门限检测判决，从而判定是否在某处扩频码相位上存在大于噪声均值的相关值，并判定为捕捉到信号；

(4)载波频率搜索的遍历：

当在该载波频率上有一个扩频码相位的相关值通过门限检测判决时，则说明捕获到扩频信号，则进入步骤(5)；当未通过信号判决门限时，则说明未成功捕获到扩频信号，在载波频率的搜索范围中以△f为间隔选取下一个本地载波频率，并重复步骤(1)至步骤(4)，直至所有本地载波频率范围依次搜索完成；

(5)粗捕后估计：

在某一频率f_i上的某个扩频码相位上，快速捕获单元搜索到扩频信号，且快速捕获单元向粗捕后估计提供若干捕获计算结果，并通过一估计算法对所述捕获计算结果估计得出较准确的频率值；

所述捕获计算结果包括：

a、频率f_i上该扩频码相位的相关值Corr_i；

b、相邻频率f_i+1的f_i+△f上该扩频码相位的相关值Corr_i+1；

c、相邻频率f_i-1的f_i-△f上该扩频码相位的相关值Corr_i-1；

在同一扩频码相位上的三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}中，最大值为Corr_i，且所述三组相关值之间的关系包括：

1)若频率f_i与实际信号频率f_x完全一致，则相邻频率f_i-1和相邻频率f_i+1的相关值相同；

2)若频率f_i大于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值大于相邻频率f_i+1的相关值；

3)若频率f_i小于实际信号频率f_x，则相邻频率f_i-1的相关值小于相邻频率f_i+1的相关值；

根据所述三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}，通过估计算法估计得到比所述频率f_i更加准确的频率值f_i+x，并将该频率值f_i+x提供给跟踪单元，进行细捕获过程；

所述估计算法具体为三角插值算法，其中，利用相邻的三个频点{f_i-1,f_i,f_i+1}上的该码相位的三组相关值{Corr_i-1,Corr_i,Corr_i+1}进行线性估计，并利用相关值曲线的对称性以直线逼近的方式进行计算，从而得到估计后的载波频率值和相关值，且所述三角插值算法的计算公式为：

2.一种星载扩频接收机，进行如权利要求1所述的提高载波捕获精度的装置，其特征在于，所述星载扩频接收机包括射频模块、中频处理机和电源；

其中，所述电源分别连接所述射频模块和所述中频处理机，并提供所述射频模块和所述中频处理机工作电压；所述射频模块包括一低噪声放大器、射频混频器、滤波器、自动增益控制模块；

一地面测控站发射多通道扩频信号，所述多通道扩频信号经过传输路径进入所述射频模块，通过所述低噪声放大器、所述射频混频器和所述滤波器将所述多通道扩频信号下变频到中频，通过自动增益控制模块输出中频模拟信号至所述中频处理机。

3.根据权利要求2所述的星载扩频接收机，其特征在于，所述中频处理机包括A/D采集器、快速捕获单元、粗捕后估计单元和跟踪单元；

其中，所述A/D采集器将所述射频模块输出的中频模拟信号采集为中频数字信号传递给所述快速捕获单元；

所述中频数字信号经过数字下变频处理后，通过所述快速捕获单元对所述中频数字信号进行扩频码-载波二维快速捕获，并将所述中频数字信号的扩频码相位和载波频率信息传递给粗捕后估计单元；

所述粗捕后估计单元对所述中频数字信号的载波频率进行估计，并将所述扩频码相位和估计后的载波频率信息传输至所述跟踪单元；

所述跟踪单元根据所述扩频码相位和所述估计后的载波频率信息是否稳定跟踪上各通道扩频信号，并从所述各通道扩频信号中连续、稳定解调出基带信息，建立星地测控通信的上行链路。

4.根据权利要求3所述的星载扩频接收机，其特征在于，所述快速捕获单元包括数字下变频模块、内插抽取模块、FFT模块、本地伪码模块、本地伪码FFT共轭模块、复乘模块、IFFT模块、模方选大模块、检测判决模块和接口模块；

其中，所述快速捕获单元通过所述接口模块与所述粗捕后估计单元连接；所述数字下变频模块、所述内插抽取模块、所述FFT模块、所述复乘模块、所述IFFT模块、所述模方选大模块和所述门限判决模块依次连接，且所述本地伪码模块分别连接所述FFT模块和所述门限判决模块，所述本地伪码FFT共轭模块分别与所述FFT模块和所述复乘模块连接，所述门限判决模块还连接所述数字下变频模块；

所述数字下变频模块将所述中频数字信号下变频至零中频载波频率，通过所述内插抽取模块对所述下变频后的中频数字信号进行内插抽取，通过所述FFT模块、所述本地伪码模块、所述本地伪码FFT共轭模块、所述复乘模块和所述IFFT模块对中频数字信号进行快速傅立叶变换和快速傅立叶逆变换以得到所述扩频码相位的相关值，并通过所述模方选大模块和所述检测判决模块对所述扩频码相位的相关值进行检测判决，从而完成一次捕获处理。

5.根据权利要求4所述的星载扩频接收机，其特征在于，所述快速捕获单元采用伪码并行-载波串行快速捕获搜索；其中，一次快速捕获过程在一个载波频率单元上，并行搜索所有扩频码相位方格。

6.根据权利要求3所述的星载扩频接收机，其特征在于，所述粗捕后估计单元包括三角插值模块，通过所述三角插值模块估计计算较准确的载波频率值。