CN106646547B - 一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎，其中，所述多普勒补偿方法通过获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果，并根据其积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差，最后根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿。由于所述多普勒补偿方法针对所述捕获积分结果进行处理，并不会影响所述并行相关捕获引擎对于低中频信号在时域和频域上的并行处理，可以同时在多个频点上对所述捕获积分结果进行多普勒补偿，提升了多普勒补偿的效率。

Description

一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎
技术领域
本申请涉及卫星信号捕获技术领域，更具体地说，涉及一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎。
背景技术
全球卫星导航系统采用伪随机码序列的同步来实现卫星到卫星信号接收机距离的测量，按照码周期不同可分为短码和长码两类。以全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)为例，GPS的短码码速率为1.023Mcps，码周期为1ms；长码码速率为10.23Mcps，长码码周期为一个星期。
由于卫星和卫星信号接收机之间存在相对运动，导致卫星信号接收机在载波频率和码频率上都会有多普勒频率(多普勒偏差)存在。多普勒偏差会导致卫星信号接收机的并行相关捕获引擎获取的捕获积分结果的峰值被减弱，影响卫星信号接收的准确性。因此需要对码频率的多普勒偏差进行补偿。现有技术中的多普勒补偿算法主要是采用时域补偿的方式直接对并行相关捕获引擎的码NCO和码产生器进行处理，其基本原理是利用载波多普勒对码多普勒进行补偿。但是这种方法在一次多普勒补偿的处理过程中只能针对一个多普勒频率搜索频率点(简称频点)进行处理，效率较低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎，通过对所述捕获积分结果进行补偿的方式实现多个频点同时进行补偿，从而达到提升多普勒补偿效率的目的。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种多普勒补偿方法，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎，所述多普勒补偿方法包括：
获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系。
可选的，所述预设数据表的获取方法包括：
根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
可选的，所述根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值包括：
分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
一种多普勒补偿系统，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎，所述多普勒补偿系统包括：
结果获取模块，用于获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
偏差查找模块，用于根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
结果补偿模块，用于根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系。
可选的，所述预设数据表由数据表获取模块获取，所述数据表获取模块包括：
步进值获取单元，用于根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
偏差计算单元，用于将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
数据表生成单元，用于根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
可选的，所述步进值获取单元具体用于分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
一种并行相关捕获引擎，包括：混频器、载波数控振荡器NCO、码NCO、积分清零模块、匹配滤波器、码产生器、相干积分模块、多点FFT模块、IQ处理模块、非相干积分模块和峰值比较器，还包括：
设置于所述非相干积分模块与所述峰值比较器之间的多普勒补偿系统，所述多普勒补偿系统为上述任一项所述的多普勒补偿系统，用于对所述非相干积分模块输出的捕获积分结果进行多普勒补偿。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎，其中，所述多普勒补偿方法通过获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果，并根据其积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差，最后根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿。由于所述多普勒补偿方法针对所述捕获积分结果进行处理，并不会影响所述并行相关捕获引擎对于低中频信号在时域和频域上的并行处理，可以同时在多个频点上对所述捕获积分结果进行多普勒补偿，提升了多普勒补偿的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种多普勒补偿方法的流程示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种并行相关捕获引擎的结构示意图；
图3(a)为不利用多普勒补偿方法直接对卫星导航信号进行捕获的捕获结果示意图；
图3(b)为利用多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理之后的捕获结果示意图；
图4为本申请的一个实施例提供的一种多普勒补偿系统的结构示意图；
图5为本申请的一个实施例提供的一种数据表获取模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种多普勒补偿方法，如图1所示，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎，所述多普勒补偿方法包括：
S101：获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
S102：根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
S103：根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系。
需要说明的是，所述多普勒补偿方法通过获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果，并根据其积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差，最后根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿。由于所述多普勒补偿方法针对所述捕获积分结果进行处理，并不会影响所述并行相关捕获引擎对于低中频信号在时域和频域上的并行处理，可以同时在多个频点上对所述捕获积分结果进行多普勒补偿，提升了多普勒补偿的效率。
还需要说明的是，所述并行相关捕获引擎的结构参考图2，所述并行相关捕获引擎100包括：混频器102、载波数控振荡器(Numerically Controlled Oscillator，NCO)103、码NCO108、积分清零模块105、匹配滤波器106、码产生器109、相干积分模块110、多点FFT模块111、IQ处理模块112、非相干积分模块113和峰值比较器115。
其中，标号101表示所述卫星信号接收机的射频前端处理模块发送给所述并行相关捕获引擎的中频信号，107表示由嵌入式处理器控制的码NCO的输入值，104表示由嵌入式处理器控制的载波NCO的输入值，116表示所述并行相关捕获引擎输出的捕获结果。
在本申请中，所述多普勒补偿方法由多普勒补偿系统114实施。
具体地，所述并行相关捕获引擎100的工作过程包括：
A10：首先按照所述卫星信号接收机捕获搜索的载波频率和码频率配置载波NCO103和码NCO108，按照所述卫星信号接收机捕获搜索的卫星号配置码产生器109的卫星伪码值；根据捕获搜索的卫星强度配置非相干积分的积分次数，启动所述卫星信号接收机的并行相关捕获引擎100；
A20：所述并行相关捕获引擎100在时域采用基于匹配滤波器106的时域并行搜索模块对导航卫星信号进行数据规模达到一次搜索X个半码片的并行捕获处理，获得导航卫星信号的初步码相位信息，这里X由所述并行相关捕获引擎100的捕获规模和设计确定，典型的例如GPS系统L1频点短码，一个码周期对应2046个半码片，那么X可以取2046；对于GPS系统L1频点长码，1ms码周期对应20460个半码片，那么X可以取2046，然后多次分段进行搜索；
A30：所述并行相关捕获引擎100在频域采用所述多点FFT(FastFourierTransformation，快速傅里叶变换)模块进行频域并行搜索，对导航卫星信号进行数据规模达到一次搜索M个频点的并行捕获处理，获得导航卫星信号的初步多普勒频率信息，这里M由所述并行相关捕获引擎100的捕获规模和设计确定，典型的例如GPS系统对于低动态用户需要覆盖±8KHz的多普勒不确定搜索范围，那么对应2ms相干积分时间500Hz的FFT搜索步进值，可以选择M为32一次搜索完成，也可以选择M为16，分两次搜索完成，这里M最好选择为2的整数次幂，方便FFT的快速操作；
A40：对匹配滤波后的结果进行捕获系统设置的相干积分，对经过FFT频率并行处理后的IQ数据进行非相干积分，即可获得所述捕获积分结果；其中IQ数据是指通过两个所述混频器102分别输出的同相支路数据(I数据)和正交支路数据(Q数据)；
A50：利用所述多普勒补偿系统114利用所述多普勒补偿方法对完成非相干积分之后的IQ数据进行多普勒补偿处理，即可得到进行补偿处理后的捕获积分结果；
A60：将所述进行补偿处理后的捕获积分结果送入峰值比较器115进行比较，选择若干最大值或者最大值与次大值的比率作为所述捕获结果输出，这里若干个值由所述并行相关捕获引擎100的捕获算法选择确定，典型的选取1个或者3个；通常情况下，当峰值比较器115选择3个结果作为捕获结果输出时可以带来更高的捕获概率；
A70：根据所述捕获结果进行捕获判决，即将所述捕获结果与预置的门限进行比较，如果超过门限，则认为捕获到卫星信号，那么超过门限的捕获结果对应的码相位和频率即为最终捕获的结果，如果没有超过门限，则放弃捕获结果并返回A10。
具体地，所述并行相关捕获引擎100接收的导航卫星信号(低中频信号)经过混频器102后转化为合适数据宽度的零中频信号(IQ数据)实现导航卫星信号的解旋。该零中频信号输入到匹配滤波器106与本地码进行相乘实现导航卫星信号的解扩，相乘的结果输入到由大型的加法器构成的相干积分模块110，将对应的N端数据进行相干累加，得到N个分段相干积分结果。N个相干积分结果输入到多点FFT模块111处理，实现频域的并行搜索，得到N点零中频信号的FFT处理结果。该FFT处理结果进行非相干积分，获得所述捕获积分结果，这里非相干积分可以采用幅度估计，也可以采用功率值估计。对所述捕获积分结果利用所述多普勒补偿方法进行多普勒补偿，将当前的非相干积分结果累加到上一次的非相干积分结果中，实现非相干的累计，经过多次积分，当完成配置的非相干积分次数之后，得到捕获结果。将获得的捕获结果送入峰值比较器115，得到时域和频域二维搜索空间的多个最大值，用于后续的捕获判决。
在所述并行相关捕获引擎100中，所述匹配滤波器106可以采用数字匹配滤波器106，采用一般有限长冲击响应(Finite Impulse Response，FIR)滤波器的延迟线，与本地码产生器109的抽头系数相乘。FIR滤波器的延迟线输入为零中频信号和本地码产生器109产生的码相位值。当初始化完成了延迟线的数据填充后，本地码相位值同步也产生和填充到了本地码缓存延迟线中，此时的一个码周期或者部分码周期对应的码相位与输入数据相乘，这里对应GPS短码示例，可以取一个码周期对应半码片速率为2046个码相位值；对应GPS长码示例，可以取1ms码周期对应半码片速率为20460个码相位值。本方案仅以长码作为示例描述，这里采用M变量代表处理的码相位值。相乘的结果再输入大型加法器，最后得到N个分段相干累加结果，该结果对应了当前的码相位信息。
其中的FFT处理就是常见的基2蝶形单元并行处理得到频点信息，FFT的内部实现已为本领域技术人员所熟知，本申请再次不做赘述。将上述的一个码相位对应的M个分段相干累加结果，输入FFT处理，即可得到N点频率的捕获结果，也就是当前M个结果对应的是这一码相位时刻的M个频率槽的捕获结果。
所述并行相关捕获引擎100可以实现时域和频域二维并行搜索，具体体现在将上述的匹配滤波和FFT的多次处理，即可完成时域和频域的并行搜索。具体过程为，本地码相位值按照本地码速率产生一个码相位值输入到延迟线中，对应的输入数据也再移动一个数据进入到延迟线中，此时的X个码相位再与输入数据相乘，相乘的结果再输入大型加法器，最后又得到M个相加结果，将该结果进行后续的FFT运算，即得到这一时刻的码相位信息的M个频点值。如此下去，码产生器1091ms可以产生X个半码片，经过匹配滤波器106和大型加法器之后，送入FFT处理，如此就可以得到连续的X个码相位值对应的M个频点信息，由此就完成了时域X个码相位和频域M个频率的二维并行搜索。
所述相干积分模块110对IQ数据进行相干累加包括：对输入的IQ数据作并行的相干累加，得到对应指定点数的分段相干累加结果，这里的分段段数由后面的多点FFT模块111的FFT点数决定，捕获的总的相干积分时间由嵌入式处理器配置，而每一段的相干积分的采样点数为相干积分时间除以N。
所述非相干积分模块113进行的非相干积分是指对经过了匹配滤波和FFT处理后的IQ数据，进行幅度或者功率的累计，而非相干积分总时间由嵌入式捕获控制模块配置，该处的非相干积分次数和上述的相干积分结合，是为了提高捕获弱信号的能力。
所述的峰值检测器对连续输入的数据进行比较判断，记录最大的若干个峰值，以及峰值对应的标签，数据标签指示了对应的数据在数据流中的码相位索引和频率索引。
通常的捕获引擎以半码片为单位进行处理，而并行相关捕获引擎100一次就能对M个频点的X个码相位进行相关处理，同时取出若干个峰值，用于后面相关器的检测确认，因此大规模并行捕获模块能达到一般捕获模块的捕获速度的M×X倍，以GPS长码为例，如果M取16点，X取20460，那么相对于顺序的捕获，加速比即为327360。
所述多普勒补偿方法可以基于嵌入式处理器控制，另外，在嵌入式处理器控制下还可以完成对所述并行相关捕获引擎100的硬件的调配、换星和换频点捕获策略、开启或关闭所述并行相关捕获引擎100以及完成后续的跟踪相关器检测判决、确认以及后续跟踪处理等。其中，所述的嵌入式处理器控制输入的载波NCO103和码NCO108控制字计算公式如下：
其中相位控制字A由输出频率fo和数控振荡器的位数B决定，fc为工作时钟频率。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个具体实施例中，所述预设数据表的获取方法包括：
根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
具体地，假设当所述相干积分时间为2ms，非相干积分次数为100次时，所述根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间为2ms×100＝200ms。
其中，所述根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值包括：
分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
对于GPS民用L1频点长码半码片速率时对应的rratio为77。这里按照GPSL1长码示例，并且取FFT点数为16点，为了方便FFT的快速运算并且防止FFT的扇贝效应造成的多普勒频率偏差损耗，对16点结果进行补零，得到32点结果进行计算。那么对应1ms相干积分，可以得到fstep＝1/1ms/2＝500Hz(这里除以2是因为FFT补零的效果)，所以可以得到不同多普勒偏差和非相干积分时间对应的码相位偏移的预设数据表，以GPS民用L1长码为例获得的预设数据表的结果如表1所示。
表1以GPS民用L1长码为例获得的预设数据表
在表1中，Inf表示无穷大，对应的含义是无需进行补偿。
在本申请的一个具体实施例中，采用导航信号源仿真器产生数据，对所述多普勒补偿方法进行实验验证，用数据采集器采集GPS L1频点的长码信号，对采集的数据进行测试，这里示例的GPSL1长码并不局限该卫星系统，也适用于其他导航信号系统。62MHz数据采样率，20.46MHz的码码片速率，1ms相干积分后，150次非相干积分，N点FFT取16点数据，并对输入的FFT数据补零到32点，执行32点FFT运算(将16点补零到32点执行FFT作用在于补偿FFT的扇贝效应，减小捕获损耗，提高捕获概率)，对没有多普勒补偿时的二维捕获结果和增加了多普勒补偿之后的二维捕获结果进行对比分析。
这里所述的导航信号源仿真器为导航领域熟知的信号模拟器测试测试，用来模拟产生导航卫星信号，优势是可以预先知道卫星和卫星信号接收机的所有时刻对应的状态和真实值，为后续的结果分析提供真实参考。
为了突出所述多普勒补偿方法的实际性能，下面将采用较强的信号进行测试，针对该数据测试场景下，对12号卫星测试，其中该卫星的真实多普勒频率为-2512Hz，载噪比为35dBHz，测试结果如图3(a)和图3(b)所示。其中，图3(a)为不利用所述多普勒补偿方法直接对卫星导航信号进行捕获的捕获结果示意图，图中可以看到经过1ms相干积分，150次非相干积分之后的GPS长码对应的峰值为5.371e5，最大值对应的码相位为1.609e4半码片，载波多普勒为-2500Hz。图3(b)为利用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理之后的捕获结果示意图，图中可以看到经过1ms相干积分，150次非相干积分之后的GPS长码对应的峰值为6.126e5，最大值对应的码相位为1.609e4半码片，载波多普勒为-2500Hz，与图3(a)所示的结果比较，峰值得到有效累加，提升接近14％。并且峰值并非理想的在一个码相位上分布，而是分散开来，分布在接近±3个半码片范围内，这主要是因为该算法补偿精度为半码片，粒度较大；并且由于噪声的影响，每次捕获的峰值与次大值之间的差值并不大。因此，最后的补偿结果的峰值会扩散开来，分布在一定范围内。
利用同样的数据，同样的积分时间，略过不同的起始采样点时间，得到几组不同的测试结果，分别参考表2和表3，表2为对3组数据分别采用和不采用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理获得的捕获结果；表3为不同起始采样点对采用和不采用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理获得的捕获结果的影响。
表2采用和不采用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理获得的捕获结果的影响
表3不同起始采样点对采用和不采用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理获得的捕获结果的影响
表2中的峰值对应的码相位可以看到，-2500Hz多普勒，采用150ms积分结果时，在本发明的示例计算中对应的多普勒频差的N＝5(2500/500＝5，这里500为多普勒步进值fstep)，造成的码相位偏移为6半码片，符合所述预设公式理论分析。
表3中可以看到，由于数据采样率为62MHz，半码片码速率为20.46MHz，也就是一个半码片有77/20.46≈3.76采样点。表中给出的峰值对应的码相位值可以验证了该结果的准确性。并且可以看到0采样点和3采样点起始时刻的捕获峰值最大，此时的码相位偏差最小；同时不同采样点起始时刻，峰值会有影响，但是相对影响不大；采用所述多普勒补偿方法对所述捕获积分结果进行处理比不进行处理的捕获结果的峰值性能提升平均14.443％。
相应的，本申请实施例还提供了一种多普勒补偿系统114，如图4所示，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎100，所述多普勒补偿系统114包括：
结果获取模块100，用于获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
偏差查找模块200，用于根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
结果补偿模块300，用于根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述预设数据表由数据表获取模块400获取，所述数据表获取模块400包括：
步进值获取单元410，用于根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
偏差计算单元420，用于将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
数据表生成单元430，用于根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
具体地，假设当所述相干积分时间为2ms，非相干积分次数为100次时，所述根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间为2ms×100＝200ms。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述步进值获取单元410具体用于分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
相应的，本申请实施例还提供了一种并行相关捕获引擎100，如图2所示，包括：混频器102、载波NCO103、码NCO108、积分清零模块105、匹配滤波器106、码产生器109、相干积分模块110、多点FFT模块111、IQ处理模块112、非相干积分模块113和峰值比较器115，还包括：
设置于所述非相干积分模块113与所述峰值比较器115之间的多普勒补偿系统114，所述多普勒补偿系统114为上述任一项所述的多普勒补偿系统114，用于对所述非相干积分模块113输出的捕获积分结果进行多普勒补偿。
其中，标号101表示所述卫星信号接收机的射频前端处理模块发送给所述并行相关捕获引擎100的中频信号，107表示由嵌入式处理器控制的码NCO的输入值，104表示由嵌入式处理器控制的载波NCO的输入值，116表示所述并行相关捕获引擎100输出的捕获结果。
综上所述，本申请实施例提供了一种多普勒补偿方法、系统及并行相关捕获引擎100，其中，所述多普勒补偿方法通过获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果，并根据其积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差，最后根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿。由于所述多普勒补偿方法针对所述捕获积分结果进行处理，并不会影响所述并行相关捕获引擎100对于低中频信号在时域和频域上的并行处理，可以同时在多个频点上对所述捕获积分结果进行多普勒补偿，提升了多普勒补偿的效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种多普勒补偿方法，其特征在于，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎，所述多普勒补偿方法包括：
获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系；
所述预设数据表的获取方法包括：
根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
2.根据权利要求1所述的多普勒补偿方法，其特征在于，所述根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值包括：
分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
3.一种多普勒补偿系统，其特征在于，应用于卫星信号接收机的并行相关捕获引擎，所述多普勒补偿系统包括：
结果获取模块，用于获取所述卫星信号接收机的捕获积分结果；
偏差查找模块，用于根据所述捕获积分结果的积分时间查找预设数据表，获取所述捕获积分结果的多普勒偏差；
结果补偿模块，用于根据所述捕获积分结果的多普勒偏差对所述捕获积分结果进行补偿；
所述预设数据表中存储有积分时间与多普勒偏差的对应关系；
所述预设数据表由数据表获取模块获取，所述数据表获取模块包括：
步进值获取单元，用于根据不同的相干积分时间获取所述卫星信号接收机的多点快速傅里叶变换FFT的步进值；
偏差计算单元，用于将所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值、不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值和不同的所述FFT的步进值代入预设公式中，计算获得多个多普勒偏差；
数据表生成单元，用于根据不同的相干积分时间和非相干积分次数获取不同的所述捕获积分结果的积分时间，并根据不同的所述捕获积分结果的积分时间与所述多普勒偏差的对应关系生成所述预设数据表；
所述预设公式为：其中，表示Δc表示所述多普勒偏差，N表示所述不同的FFT多普勒偏差对应的频点计数值，rratio表示所述卫星信号接收机的载波多普勒到码多普勒的比值，fStep表示所述FFT的步进值。
4.根据权利要求3所述的多普勒补偿系统，其特征在于，所述步进值获取单元具体用于分别取每个所述相干积分时间的倒数，获得每个所述相干积分时间对应的所述FFT的步进值。
5.一种并行相关捕获引擎，包括：混频器、载波数控振荡器NCO、码NCO、积分清零模块、匹配滤波器、码产生器、相干积分模块、多点FFT模块、IQ处理模块、非相干积分模块和峰值比较器，其特征在于，还包括：
设置于所述非相干积分模块与所述峰值比较器之间的多普勒补偿系统，所述多普勒补偿系统为权利要求3-4任一项所述的多普勒补偿系统，用于对所述非相干积分模块输出的捕获积分结果进行多普勒补偿。
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