CN109239743A - 一种卫星信号捕获方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星信号捕获方法及装置，以减少卫星信号捕获过程中计算量。卫星信号捕获方法包括：对输入信号进行中频下变频，且将其分成IQ两路；将IQ两路数据根据码速率进行重采样；使用扩频码进行FFT，并完成取共轭，获取多普勒值；对完成重采样后的IQ数据在指定多普勒频率进行下变频；完成多普勒下变频数据的FFT；对频谱进行循环移位；进行数据频谱和扩频码频谱进行乘法运算；对乘积进行IFFT；最终完成捕获成功与否判决。

Description

一种卫星信号捕获方法及装置

技术领域

本发明涉及到卫星导航技术领域，特别涉及到一种北斗卫星信号捕获技术。

背景技术

随着卫星导航系统的快速发展，B1C是北斗III代的主用信号，未来所有北斗用户、乃至全球的GNSS用户都需要接收，将成为北斗系统的重要标志(类似于当前GPS的L1C/A和未来的L1C信号)。B1C是一个技术先进且具有自主知识产权的新一代导航信号，既能满足位置服务等消费类低成本用户的需求，又能满足高精度测量等专业类高性能用户的需求。

捕获可以获得卫星信号接收机当前所在位置的可见卫星信号的载波多普勒频率和伪随机码的相位信息，为接收机跟踪卫星信号提供正确的初始频率和初始码相位，常用方法依据对频率和码相位搜索方式分为频率码相位串行搜索、频率串行码相位并行搜索以及码相位串行频率并行搜索等方法。

对于北斗III代卫星B1C码，一般使用频率串行码相位并行即循环相关搜索方法。循环相关方法搜索次数受到频率搜索间隔和码片数量影响，其中码片数量决定了一次搜索时FFT及IFFT的长度，而对每一个搜索频率，需要进行一次下变频和FFT及IFFT，因此频率搜索间隔决定了频率搜索次数，即下变频、FFT和IFFT运行的次数。北斗III代卫星B1C码长为10230个码片，其搜索码片数是GPS L1的10倍，导致使用循环相关方法时，运行FFT和IFFT的点数较多，算法较复杂，计算量大。

特别是对于B1C码而言，扩频码周期为10毫秒，因此循环相关捕获方法在理想情况下需要进行10毫秒相干积分，需要降低频率搜索误差，即频率搜索间隔需要减小，从而频率搜索次数增加，计算量将进一步增加。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种卫星信号捕获方法和装置，可以有效减少对于卫星信号捕获的过程中的计算量大的问题。

本发明一种实施例提供了一种卫星信号捕获方法，具体方法包括如下步骤：

步骤1：获取北斗卫星信号S；

步骤2：根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax，需要移位的最大次数N，及每次移位的时候移动频谱数量m，利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁；

步骤3：依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂；

步骤4：选择卫星号，获取指定卫星号的扩频码，进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，初始化多普勒值f_d；

步骤5：利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘再次进行下变频，生成信号S₃，初始化k；

步骤6：对S₃完成FFT，生成S₄；

步骤7：对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位形成信号S₅；

步骤8：对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆；

步骤9：对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇；

步骤10：对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，判断幅度最大值是否大于设定门限，如是，则输出捕获结果，并转到步骤13，如否，判定该频率捕获失败，直接进入下一步骤；

步骤11：判断k是否小于N，若是，则k值增加1，转到步骤7，若否，则进入下一步骤；

步骤12：更新f_d为f_d+Δf_d，判断更新后的f_d是否等于f_dmax，若是，则转到步骤5；若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并转到步骤13；

步骤13：判断是否需要捕获其他卫星号，如否，则捕获结束；如是则进入步骤4。

较佳的，本发明一种实施例提供了一种卫星信号捕获方法，具体方法包括：

所述步骤2中，Δf_d、f_dmax、N和m的计算关系，具体如下：

设FFT的频率分辨率为f_i，频率搜索最大值为f_max，应满足：

f_dmax+mNf_i≥f_max

Δf_d应小于或等于频率搜索间隔。

较佳的，本发明一种实施例所述的一种卫星信号捕获方法，

其中步骤7对S₄进行k次循环移位，具体如下：

k的取值范围为：-N≤k≤N，其初始值为k＝-N，判断k是否小于0，

如是，则对S₄向左循环移位后形成信号S₅，

如否，则对S₄向右循环移位后形成信号S₅。

本发明另一种实施例一种应用权利要求1的卫星信号捕获装置，所述卫星捕获装置用于进行卫星信号的捕获，所述卫星捕获装置包括：

卫星信号获取模块，用于获取卫星信号S，并将信号S输出至中频下变频模块；

中频下变频模块，用于根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax，需要移位的最大次数N，将相关参数输出至捕获判断模块，计算每次移位的时候移动频谱数量m，将移动频谱数量输出至循环移位模块；利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁，输出S₁至重采样模块；

重采样模块，用于依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂，输出S₂至多普勒下变频模块；

扩频码处理模块，用于选择卫星号，获取指定卫星号扩频码，对卫星扩频码进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块；初始化多普勒值f_d值，输出f_d至多普勒下变频模块；

多普勒下变频模块，用于利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘，再次进行下变频，生成信号S₃，输出S₃至FFT模块，初始化k值，输出k值至循环移位模块；

FFT模块，用于对S₃完成FFT，生成信号S₄，输出S₄至循环移位模块；

循环移位模块，用于对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位，形成信号S₅，输出S₅至乘法模块；

乘法模块，用于对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆，输出S₆至IFFT模块；

IFFT模块，用于对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇，输出S₇至捕获判断模块；

捕获判断模块，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，

若是，则捕获成功，输出捕获结果，并启动继续捕获判断模块，如否，则判定该频率捕获失败，判断k是否小于N；

若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块，若否，更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax；

若是，则将信号输出至多普勒下变频模块，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并启动继续捕获判断模块；

继续捕获判断模块，用于判定是否需要捕获其他卫星号，若否，则捕获结束；若是，则启动扩频码处理模块；

较佳的，本发明另一种实施例中的一种卫星信号捕获装置，捕获判断模块还包括：

模值判决模块，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，若是，则捕获成功，输出捕获结果，并继续启动捕获判决模块，如否，判定该频率捕获失败，启动循环移位次数判决模块；

循环移位次数判决模块，用于判断k是否小于N，若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块，若否，启动多普勒判决模块；

多普勒判决模块，用于更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax若是，则更新后的f_d输出至多普勒下变频模块，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，启动继续捕获判断模块。

较佳的，本发明另一种实施例中的一种卫星信号捕获装置，扩频码处理模块还包括，

卫星选择控制器，用于获取指定卫星号，输出卫星号至扩频码产生控制器；

扩频码产生控制器，用于对指定卫星号产生扩频码，输出扩频码信号至FFT控制器；

FFT控制器，用于对卫星号扩频码进行FFT，输出信号至共轭控制器；

共轭控制器，用于对扩频码进行FFT后数据取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块，初始化多普勒值f_d，输出f_d至多普勒下变频模块。

本发明利用已知频谱通过重采样处理，减少了FFT点数；通过循环移位处理，减少了执行下变频和FFT运算的次数，从而减少捕获总体运算量。

附图说明

图1为本发明实施例一所示一种卫星信号捕获方法示意图；

图2为本发明实施例二所示一种卫星信号捕获装置示意图。

200为获取卫星信号获取模块，201为中频下变频模块，202为重采样模块，203为多普勒下变频模块，204为FFT模块，205为循环移位模块，206为乘法模块，207-1为卫星选择控制器，207-2为扩频码产生控制器，207-3为FFT控制器，207-4为共轭控制器，207为扩频码处理模块，208为IFFT模块，209_1为模值判决模块，209_2为循环移位次数判决模块，209_3为多普勒判决模块，209为捕获判断模块，210为继续捕获判断模块。

具体实施方式

为及时减少卫星信号捕获过程中计算量，本发明实施例一、二提供了一种卫星信号捕获方法和应用这种方法的卫星信号捕获装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，根据下面实施例对本发明作进一步详细说明。

结合图1，可以看到本发明实施例一所述的一种卫星信号捕获方法，具体如下：

步骤1：获取北斗卫星信号S；

步骤2：根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax，需要移位的最大次数N，及每次移位的时候移动频谱数量m，利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁；

步骤3：依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂；

步骤4：选择卫星号，获取指定卫星号的扩频码，进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，初始化多普勒值f_d；

步骤5：利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘再次进行下变频，生成信号S₃，初始化k；

步骤6：对S₃完成FFT，生成S₄；

步骤7：对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位形成信号S₅；

步骤8：对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆；

步骤9：对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇；

步骤10：对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，判断幅度最大值是否大于设定门限，如是，则输出捕获结果，并转到步骤13，如否，判定该频率捕获失败，直接进入下一步骤；

步骤11：判断k是否小于N，若是，则k值增加1，转到步骤7，若否，则进入下一步骤；

步骤12：更新f_d为f_d+Δf_d，判断更新后的f_d是否等于f_dmax，若是，则转到步骤5；若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并转到步骤13；

步骤13：判断是否需要捕获其他卫星号，如否，则捕获结束；如是则进入步骤4。

需要说明的是，所述步骤4可以在步骤2至步骤3的同时，也可以在步骤2至步骤3之后运行。

上述所述步骤2中，Δf_d、f_dmax、N和m的计算关系，具体如下：

设FFT的频率分辨率为f_i，频率搜索最大值为f_max，应满足：

f_dmax+mNf_i≥f_max

Δf_d应小于或等于频率搜索间隔。上述方法在步骤6中，假设FFT的频率分辨率为f_i，每次移位的时候移动频谱数量m，多普勒值f_d。通常捕获方法中需要重复多次下变频和FFT运算，才能得到捕获结果，本发明则通过循环移位有效减少运行下变频和FFT的次数。具体原理如下：

对于步骤7，对多普勒值为f_d的频谱信号S₄进行一次循环移位相当于如下处理：将f_d更新为f_d+mf_i，并进行步骤5和步骤6运算。

由于FFT的频率分辨率有限，并非所有需要搜索的多普勒频谱都能通过循环移位获得，比如：假定m＝1，对指定多普勒值f_d值，循环移位可实现f_d+kf_i，k＝-N，…，N频率值的搜索，而对于多普勒值为f_d+f_i/2的频率则无法搜索到(假定多普勒值f_d+f_i/2需要被搜索到)。循环移位的最大次数由搜索范围和频率分辨率确定。在完成指定多普勒值及由循环移位产生的部分多普勒值搜索后，需要重新指定多普勒值，再次按照以上过程进行搜索，直至捕获成功或者完成对所有多普勒值进行搜索。

具体而言：对于步骤7所示的对S₄进行k次循环移位，经过k次移位后形成信号S₅，S₅对应多普勒为f_d+kmf_i。

所述步骤7对S₄进行k次循环移位，步骤如下：

k的取值范围为：-N≤k≤N，其初始值为k＝-N，判断k是否小于0，

如是，则对S₄向左循环移位后形成信号S₅，

如否，则对S₄向右循环移位后形成信号S₅。

以上对某颗卫星进行捕获过程中设f_d的初始化值为f_d0，从步骤6运行到步骤11，实现了多个频率搜索，其频率值为：f_d0-Nmf_i，…，f_d0+kmf_i，…，f_d0+Nmf_i，在此期间，仅进行了1次下变频和FFT运算，就完成了2N+1个频率搜索。从步骤4运行到步骤12，则需要进行K＝(f_dmax-f_d0)/Δf_d次上述步骤6到步骤11的过程，执行下变频和FFT的次数为K。

进一步来说，假定捕获过程中需要对M个多普勒频率值进行搜索，则按照码相位并行，频率串行的搜索方法，需要进行M次下变频和FFT运算，按上述推导M＝K(2N+1)。而使用循环移位方法后，对于一颗卫星捕获过程中，执行下变频和FFT的次数由M次减少到K次，为原次数的1/(2N+1)。

因此，对于步骤7所示的对S₄进行k次循环移位，经过k次移位后形成信号S₅，具体而言：

对S₄进行k次循环移位，移位谱线数量为km，k＝0，±1，…，±N，初始化移位次数k＝-N，判断k是否小于0，

如是，则对S₄向左循环移位形成信号S₅，

如否，则对S₄向右环移位形成信号S₅。

m为每次移动的谱线数量，S₅对应多普勒值为f_d+kmf_i。对于多普勒值f_d，其对应频谱为S₄，是由S₃经过下变频和进行FFT计算得到，而对于多普勒为f_d+kmf_i的频谱则无需进行下变频和FFT计算，只需要通过循环移位方式即可得到。

综上所述，本发明利用已知频谱通过重采样处理，减少了FFT点数；通过循环移位处理，减少了执行下变频和FFT运算的次数，从而减少捕获总体运算量。

如图2所示，本发明实施例二给出了，应用实施例一所示一种卫星信号捕获方法的一种卫星信号捕获装置，该装置包括：获取卫星信号获取模块200、中频下变频模块201、重采样模块202、多普勒下变频模块203、FFT模块204、循环移位模块205、乘法模块206、扩频码处理模块207、IFFT模块208、捕获判断模块209、继续捕获判定模块210。

其中，本发明实施例二中的扩频码处理模块207包括，卫星选择控制器207_1，扩频码产生控制器207_2，FFT控制器207_3，共轭控制器207_4。

本发明实施例二中的继续捕获判定模块210包括，模值判决模块209_1，循环移位次数判决模块209_2，多普勒判决模块209_3。

本发明实施例二所示的一种卫星信号捕获装置，各个模块的信号输入输出及连接方式如下：

卫星信号获取模块200，用于获取卫星信号S，并将信号S输出至中频下变频模块201；

中频下变频模块201，用于根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax，需要移位的最大次数N，将相关参数输出至捕获判断模块209中的多普勒判决模块209_3，计算每次移位的时候移动频谱数量m，将移动频谱数量输出至循环移位模块205；利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁，输出S₁至重采样模块202；

重采样模块202，用于依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂，输出S₂至多普勒下变频模块203；

扩频码处理模块207，用于选择卫星号，获取指定卫星号扩频码，对卫星扩频码进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块；初始化多普勒值f_d值，输出f_d至多普勒下变频模块203；

多普勒下变频模块203，用于利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘，再次进行下变频，生成信号S₃，输出S₃至FFT模块204，初始化k值，输出k值至循环移位模块205；

FFT模块204，用于对S₃完成FFT，生成信号S₄，输出S₄至循环移位模块205；

循环移位模块205，用于对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位，形成信号S₅，输出S₅至乘法模块206；

乘法模块206，用于对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆，输出S₆至IFFT模块208；

IFFT模块208，用于对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇，输出S₇至捕获判断模块209；

捕获判断模块209，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，

若是，则捕获成功，输出捕获结果，并启动继续捕获判断模块210，如否，则判定该频率捕获失败，判断k是否小于N；

若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块205，若否，更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax；

若是，则将信号输出至多普勒下变频模块203，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并启动继续捕获判断模块210；

继续捕获判断模块210，用于判定是否需要捕获其他卫星号，若否，则捕获结束；若是，启动扩频码处理模块207；

其中，本发明实施例二中的扩频码处理模块207包括，卫星选择控制器207_1，扩频码产生控制器207_2，FFT控制器207_3，共轭控制器207_4，各个模块的信号输入输出及连接方式具体如下所示：

卫星选择控制器207_1，用于获取指定卫星号，输出卫星号至扩频码产生控制器207_2；

扩频码产生控制器207_2，用于对指定卫星号产生扩频码，输出扩频码信号至FFT控制器207_3；

FFT控制器207_3，用于对卫星号扩频码进行FFT，输出信号至共轭控制器207_4；

共轭控制器207_4，用于对扩频码进行FFT后数据取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块，初始化多普勒值f_d，输出f_d至多普勒下变频模块203。

其中，本发明实施例二中的捕获判断模块209包括，模值判决模块209_1，循环移位次数判决模块209_2，多普勒判决模块209_3，各个模块的信号输入输出及连接方式具体如下所示。

模值判决模块209_1，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，若是，则捕获成功，输出捕获结果，并继续启动捕获判决模块210，如否，判定该频率捕获失败，启动循环移位次数判决模块209_2；

循环移位次数判决模块209_2，用于判断k是否小于N，若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块，若否，启动多普勒判决模块209_3；

多普勒判决模块209_3，用于更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax，若是，则更新后的f_d输出至多普勒下变频模块203，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，启动继续捕获判断模块210。

本发明实施例二所述FFT模块204与FFT控制器207_3可以采用同一器件，在不同时间段分别计算。

上所述仅为本发明实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型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型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种卫星信号捕获方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：获取北斗卫星信号S；

步骤2：根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax、需要移位的最大次数N，及每次移位的时候移动频谱数量m，利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁；

步骤3：依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂；

步骤4：选择卫星号，获取指定卫星号的扩频码，进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，初始化多普勒值f_d；

步骤5：利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘再次进行下变频，生成信号S₃，初始化k；

步骤6：对S₃完成FFT，生成S₄；

步骤7：对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位形成信号S₅；

步骤8：对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆；

步骤9：对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇；

步骤10：对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，判断幅度最大值是否大于设定门限，如是，则输出捕获结果，并转到步骤13，如否，判定该频率捕获失败，直接进入下一步骤；

步骤11：判断k是否小于N，若是，则k值增加1，转到步骤7，若否，则进入下一步骤；

步骤12：更新f_d为f_d+Δf_d，判断更新后的f_d是否等于f_dmax，若是，则转到步骤5；若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并转到步骤13；

步骤13：判断是否需要捕获其他卫星号，如否，则捕获结束；如是则进入步骤4。

2.如权利要求1所述的一种卫星信号捕获方法，其特征在于：

所述步骤2中，Δf_d、f_dmax、N和m的计算关系，具体如下：

设FFT的频率分辨率为f_i，频率搜索最大值为f_max，应满足：

f_dmax+mNf_i≥f_max

Δf_d应小于或等于频率搜索间隔。

3.如权利要求1所述的一种卫星信号捕获方法，其特征在于：

所述步骤7对S₄进行k次循环移位，具体如下：

k的取值范围为：-N≤k≤N，其初始值为k＝-N，判断k是否小于0，

如是，则对S₄向左循环移位后形成信号S₅，

如否，则对S₄向右循环移位后形成信号S₅。

4.一种应用权利要求1的卫星信号捕获装置，所述卫星捕获装置用于进行卫星信号的捕获，其特征在于，所述卫星捕获装置包括：

卫星信号获取模块，用于获取卫星信号S，并将信号S输出至中频下变频模块；

中频下变频模块，用于根据捕获时频率搜索间隔和FFT频率分辨率，计算需要下变频的多普勒变化值Δf_d及其最大值f_dmax，需要移位的最大次数N，将相关参数输出至捕获判断模块，计算每次移位的时候移动频谱数量m，将移动频谱数量输出至循环移位模块；利用本地产生的中频I、Q两路信号和获取的卫星信号相乘，完成下变频，生成I、Q两路信号S₁，输出S₁至重采样模块；

重采样模块，用于依据码片速率，将属于同一个码片内的信号进行累加，将S₁信号重采样为信号S₂，输出S₂至多普勒下变频模块；

扩频码处理模块，用于选择卫星号，获取指定卫星号扩频码，对卫星扩频码进行FFT，对其取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块；初始化多普勒值f_d值，输出f_d至多普勒下变频模块；

多普勒下变频模块，用于利用输入多普勒值f_d产生本地同相和正交两路载波信号，与S₂相乘，再次进行下变频，生成信号S₃，输出S₃至FFT模块，初始化k值，输出k值至循环移位模块；

FFT模块，用于对S₃完成FFT，生成信号S₄，输出S₄至循环移位模块；

循环移位模块，用于对S₄根据每次移位的时候移动频谱数量m进行k次循环移位，形成信号S₅，输出S₅至乘法模块；

乘法模块，用于对S₀和S₅进行复数乘法，生成信号S₆，输出S₆至IFFT模块；

IFFT模块，用于对S₆进行IFFT变换，生成信号S₇，输出S₇至捕获判断模块；

捕获判断模块，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，

若是，则捕获成功，输出捕获结果，并启动继续捕获判断模块，如否，则判定该频率捕获失败，判断k是否小于N；

若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块，若否，更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax；

若是，则将信号输出至多普勒下变频模块，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，并启动继续捕获判断模块；

继续捕获判断模块，用于判定是否需要捕获其他卫星号，若否，则捕获结束；若是，启动扩频码处理模块。

5.如权利要求4所述的一种卫星信号捕获装置，所述捕获判断模块，包括：

模值判决模块，用于对信号S₇进行取模，然后搜索其幅度最大值，并判定幅度最大值是否大于设定门限，若是，则捕获成功，输出捕获结果，并继续启动捕获判决模块，如否，判定该频率捕获失败，启动循环移位次数判决模块；

循环移位次数判决模块，用于判断k是否小于N，若是，则k增加1，将信号输出至循环移位模块，若否，启动多普勒判决模块；

多普勒判决模块，用于更新f_d为f_d+Δf_d，并判断更新后的f_d是否小于或者等于f_dmax若是，则更新后的f_d输出至多普勒下变频模块，若否，则判定当前卫星捕获失败，将当前卫星捕获失败标志输出，启动继续捕获判断模块。

6.如权利要求4所述的一种卫星信号捕获装置，所述扩频码处理模块还包括，

卫星选择控制器，用于获取指定卫星号，输出卫星号至扩频码产生控制器；

扩频码产生控制器，用于对指定卫星号产生扩频码，输出扩频码信号至FFT控制器；

FFT控制器，用于对卫星号扩频码进行FFT，输出信号至共轭控制器；

共轭控制器，用于对扩频码进行FFT后数据取共轭生成信号S₀，输出S₀至乘法模块，初始化多普勒值f_d，输出f_d至多普勒下变频模块。