CN110943758A - 基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，包括接收机天线、射频前端、伪码剥离模块、多普勒频率变化率搜索模块、分段相干积累模块、倍频处理模块、FFT模块和峰值检测模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与伪码剥离模块相连，伪码剥离与多普勒频率变化率搜索模块相连，多普勒频率变化率搜索模块与分段相干积累模块相连，分段相干积累模块与倍频处理模块相连，倍频处理模块与FFT模块相连，FFT模块与峰值检测模块相连。本发明在精细搜索载波多普勒频率的同时搜索了多普勒频率变化率，实现了多普勒频率和多普勒频率变化率的联合搜索。

Description

基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法

技术领域

本发明属于直接序列扩频通信二次捕获技术领域，涉及一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法。

背景技术

直接序列扩频系统的基带信号处理主要包括捕获、跟踪两个模块，捕获模块捕获得到多普勒频率与码相位的粗估计值，并将其输出给跟踪模块，若多普勒频率粗估计值在跟踪模块中载波环的锁定范围之内，即可转入跟踪模式。

跟踪环路中，载波环的跟踪精度受到多方面影响，其中最主要的两方面为：环路所承受的动态应力和热噪声，二者对跟踪精度的影响都可以通过改变环路带宽来调节，动态应力误差会随着环路带宽的增大而减小，相反，热噪声误差会随着环路带宽的增大而增大。在天基测控、卫星通信等应用环境中，由于动态高、传输距离远、信号发射功率受限等原因，动态应力误差和热噪声误差的矛盾将更加突出，这将为载波环路的跟踪带来前所未有的难题。

针对高动态，低信噪比下的载波跟踪难的问题，目前常用的一种方法为锁频环辅助锁相环的跟踪策略(王俊,李加琪,吴嗣亮,等.锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析.北京理工大学学报,2011,31(7):838～843.)，该方法结合了锁频环鲁棒性好和锁相环跟踪精度高的特点，达到跟踪环路稳定工作的目的。但该方法依然无法消除跟踪环路中动态应力与热噪声相矛盾的问题，且环路结构较为复杂，同时由于锁频环存在一定的牵入范围，捕获后的频率误差超过此范围将导致跟踪环路无法工作，因此并不适用于频率捕获精度较差的情况。解决这一问题的方法是在捕获与跟踪模块之间加入二次捕获的过程(熊竹林,安建平,周荣花,等.一种改进的直扩系统大频偏二次捕获算法.北京理工大学学报,2015,35(9):951～955.)，通过二次捕获缩小捕获后的频率估计误差，使其进入跟踪环路牵入范围之内，但传统的二次捕获只能提高频率捕获精度，依旧无法解决高动态、低信噪比下跟踪环路存在动态应力误差与热噪声误差相矛盾的问题。

上述已有方法虽然能通过二次捕获缩小捕获后的频率估计误差，并通过锁频环辅助锁相环实现高动态跟踪，但环路结构复杂，不利于硬件实现，同时也未能从根本上克服动态应力与热噪声存在矛盾的难题。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，旨在解决高动态、低信噪比下，跟踪环路动态应力与热噪声相矛盾的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于多普勒频率变化率和多普勒频率联合搜索的二次捕获装置，本装置包括接收机天线、射频前端、伪码剥离模块、多普勒频率变化率搜索模块、分段相干积累模块、倍频处理模块、FFT模块和峰值检测模块；

其中，射频前端包括下变频单元以及AD采样单元；

伪码剥离模块包括码NCO和乘法单元；

多普勒频率变化率搜索模块包含L个搜索通道和载波NCO；

倍频处理模块包括平方单元和乘法单元；

峰值检测模块包括比较单元和存储单元；

本装置的各模块连接关系如下：

接收机天线与射频前端相连，射频前端与伪码剥离模块相连，伪码剥离与多普勒频率变化率搜索模块相连，多普勒频率变化率搜索模块与分段相干积累模块相连，分段相干积累模块与倍频处理模块相连，倍频处理模块与FFT模块相连，FFT模块与峰值检测模块相连；

本装置的各模块功能如下：

接收机天线用于接收信号；

射频前端用于对接收信号进行下变频和采样；

伪码剥离模块用于依据捕获得到的码相位信息产生相应的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码；

多普勒频率变化率搜索模块用于按固定频率变化率步进和捕获得到的多普勒频率值产生本地载波，再与剥离伪码后的接收信号相乘，以剥离多普勒频率变化率，再将此剥离多普勒频率变化率后的信号输出给分段相干积累模块；

分段相干积累模块用于对多普勒频率变化率搜索模块输出的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；

倍频处理模块用于对分段相干积累模块的输出进行二倍频处理，同时将信号幅值平方，克服数据跳变的影响；

FFT模块用于对倍频处理模块输出的序列进行快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列；

峰值检测模块用于检测FFT模块输出序列的峰值，并对比各路峰值，找出其中最大值，根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值

根据其峰值所在位置得到载波多普勒精细估计值

作为二次捕获结果；

一种基于多普勒频率变化率和多普勒频率联合搜索的二次捕获方法，包括以下步骤：

步骤一、接收机天线接收信号，再通过射频前端进行下变频及采样；

其中，下变频通过下变频单元实现，输出为带有数据调制的I、Q两路信号；采样通过AD采样单元实现，采样率为f_s，采样结果为带有数据调制的基带采样序列，记为r_i(n)和r_q(n)，可以用如下公式(1)(2)表示：

其中，N为总体采样点数；t_s＝1/f_s为时域采样间隔，D(nt_s)代表nt_s采样时刻的调制数据，为二进制数据，n代表第n个采样点；C(nt_s-τ)表示接收信号的伪码，τ代表伪码初始相位，

表示载波多普勒频率，其中，c为光速，v为本装置相对于卫星的运动速度，f_RF为射频载波频率，ξ＝v/c，代表本装置相对于卫星的运动速度与光速的比值；μ＝a/c·f_RF表示多普勒频率变化率，其中，a为本装置相对于卫星的运动加速度；

为射频载波初始相位；

步骤二、伪码剥离模块依据捕获得到的码相位信息，产生与AD采样单元采样率相同的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码，具体为：

步骤2.1伪码剥离模块中码NCO依据捕获得到的码相位信息，产生相应的本地伪码，并以与AD采样单元相同的采样率对本地伪码进行采样，得到采样输出；

其中，所述的相同采样率为f_s；采样输出记为

其表达式为如下公式(3)：

其中，

表示带有估计相位的本地伪码；

为由捕获得到的本地伪码相位值，T_c＝LT_cp为本地伪码的伪码周期，L为一个伪码周期包含的码片数，T_cp＝1/R_cp为一个本地伪码的码片持续时间，R_cp为本地伪码的码速率；

步骤2.2乘法单元对步骤一和步骤2.1的采样输出进行相关处理；

其中，相关结果记为R_d(n)，其表达式为如下公式(4)(5)：

其中，

伪码相关函数；

步骤三、多普勒频率变化率搜索模块确定搜索的频率变化率，并进行多普勒频率变化率剥离，具体为：

步骤3.1多普勒频率变化率搜索模块根据信道先验信息估计载波多普勒频率变化率范围；

其中，所述的信道先验信息为可预知的最大载波多普勒频率变化率；所述的载波多普勒频率变化率范围，记为：(-μ_max,μ_max)，μ_max即最大载波多普勒频率变化率；

步骤3.2将多普勒频率变化率范围按固定搜索步进划分成多个单元；

其中，固定搜索步进，记为Δμ，划分成L个单元，且第l个本地多普勒频率变化率单元对应的多普勒频率变化率可以用如下公式(6)表示：

μ_l＝-μ_max+l·Δμ,l＝0,1,2,...,L-1， (6)

其中，

表示对2μ_max/Δμ向上取整；

步骤3.3多普勒频率变化率搜索模块中载波NCO根据捕获得到的多普勒频率值和各搜索单元的多普勒频率变化率值产生本地载波，并与步骤2.2输出的相关结果相乘完成多普勒频率变化率剥离，具体为：

所述的多普勒频率变化率剥离可以用如下公式(7)(8)表示：

其中，

为捕获得到的多普勒频率值；

步骤四、分段相干积累模块对步骤三输出的剥离多普勒频率变化率后的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；

其中，I、Q两路第m次分段相干积累结果分别记为

和

其表达式为如下公式(9)(10)：

其中，m表示第m次分段相干积累，M为分段相干积累次数，N_corr为每段相干积累的点数，T_corr＝N_corrt_s为分段相干积累时间；

步骤五、倍频处理模块对步骤四的输出的分段相干积累结果进行二倍频处理，具体为：

步骤5.1倍频处理模块利用二倍角公式，对步骤四输出的I、Q两路分段相干积累结果进行倍频处理，分别记为r_l,I和r_l,Q，其表达式如下公式(11)(12)：

r_l,I(m)＝r_l,i(m)²-r_l,q(m)² (11)

r_l,Q(m)＝2·r_l,i(m)·r_l,q(m) (12)

其中，步骤四输出的I、Q两路分段相干积累结果所包含的符号信息D(nt_s)由于在倍频处理中被平方，因此其跳变的影响被消除，同时倍频处理后的信号r_l,I和r_l,Q的频率变为r_l,i和r_l,q的2倍；

步骤5.2倍频处理模块将步骤5.1输出的I、Q两路信号合并为一路复信号r_l，其表达式如公式(13)：

r_l＝r_l,I+jr_l,Q (13)

步骤六、FFT模块对倍频处理模块输出的序列进行P点快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列，记为r_l ^FFT，其表达式如下公式(14)：

r_l ^FFT＝FFT(r_l) (14)

其中，P为2的整数次幂，且P为大于等于M；

步骤七、峰值检测模块检测步骤六中FFT模块输出序列的峰值，得到二次捕获结果，具体为：

步骤7.1峰值检测模块检测FFT模块输出序列的峰值，并利用存储单元对峰值大小进行存储，记为

并存储该峰值点位置，记为p_l,max；

步骤7.2峰值检测模块的比较单元对比L路FFT模块输出序列的峰值，找出其中最大值，并记录其所处搜索通道的位置，记为l_max，再根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值，记为

其表达式如公式(15)：

步骤7.3根据步骤7.2得到的最大峰值位置l_max，对应找出该搜索通道存储单元中存储的峰值点位置，记为

经计算得到载波多普勒精细估计值，记为

其表达式如公式(16)：

至此，从步骤一到步骤七完成了一种基于多普勒频率变化率和多普勒频率联合搜索的二次捕获方法。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，与传统的二次捕获算法与装置相比，具有如下有益效果：

1.在精细搜索载波多普勒频率的同时搜索了多普勒频率变化率，克服了高动态和低信噪比环境下，传统二次捕获算法无法估计多普勒频率变化率，导致后续跟踪环路承受动态应力较大，无法准确、稳定跟踪的问题，实现了多普勒频率和多普勒频率变化率的联合搜索；

2.在二次捕获的过程中，本发明使用对信号进行倍频处理的策略，克服了数据跳变带来的影响，延长了相干积分时间，增强了积累增益和二次捕获的准确度。

附图说明

图1为本发明二次捕获装置应用于高动态、低信噪比下直接序列扩频信号二次捕获的结构框图。

图2为本发明方法的流程图。

图3(a)为传统二次捕获辅助下的频率和相位跟踪结果图示，图3(b)为本实施例下频率和相位的环路跟踪效果图示。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1

本实施例阐述了将本发明一种基于多普勒频率变化率和多普勒频率联合搜索的二次捕获装置应用于高动态、低信噪比下直接序列扩频信号二次捕获的结构框图。本实施例以射频频率为f_RF＝2.2GHz，伪码周期为1023，码片速率为R_cp＝3.069Mcps，数据速率为R_D＝2kbps，相干积分时间长度为50ms，分段相干积分时间为0.05ms，载波多普勒频率为f_d∈(-200kHz,200kHz)，多普勒频率变化率为μ∈(-10kHz/s,10kHz/s)为例，由图1可以看出，接收机天线接收信号，再通过射频前端下变频和采样，再由伪码剥离模块依据捕获得到的码相位进行伪码剥离，其结果输出给多普勒频率变化率搜索模块；剥离多普勒频率变化率后的信号输出给分段相干积累模块，分段相干积分后，输出值送入倍频处理模块，倍频处理模块的输出送至FFT模块，FFT模块处理后，输出值经峰值检测模块处理，得出二次捕获结果。

实施例2

本实施例阐述了将本发明“一种基于多普勒频率变化率和多普勒频率联合搜索的二次捕获方法及装置”应用于高动态、低信噪比下直接序列扩频信号二次捕获的示意图。

图2为本方法的示意图以及本实施例的示意图，从图中可以看出，本方法包含如下步骤：

步骤A：对时间长度为50ms的接收信号进行下变频及采样率为f_s＝22MHz的AD采样，得到采样输出信号r_i(n)和r_q(n)；

步骤B：伪码剥离模块依据捕获得到的码相位信息，产生与AD采样单元采样率相同的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码，具体为：

步骤B1伪码剥离模块依据捕获得到的码相位信息

产生相应的本地伪码，并以与AD采样单元相同的采样率f_s对本地伪码进行采样，得到采样输出

步骤B2乘法单元对步骤A和步骤B.1的采样输出进行相关处理，得到相关结果R_d(n)；

步骤C：多普勒频率变化率搜索模块确定搜索的频率变化率，并进行多普勒频率变化率剥离，具体为：

步骤C1多普勒频率变化率搜索模块根据信道先验信息估计多普勒频率变化率范围μ∈(-10kHz/s,10kHz/s)，即μ_max＝10kHz/s；

步骤C2将频率变化率范围按固定搜索步进Δμ＝800Hz/s划分成

个频率变化率搜索单元；

步骤C3载波NCO依据捕获得到的多普勒频率值，产生频率为

频率变化率为μ_l＝-μ_max+lΔμ＝(-10+0.8l)kHz/s的本地载波，将本地载波与接收信号相乘完成载波多普勒剥离，得到26组信号r_l,i(n)和r_l,_q(n)；

步骤D：分段相干积累模块对步骤C输出的26路信号以固定时间长度T_co_rr＝0.05ms进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列

和

长度为M＝1000点；

步骤E：倍频处理模块对步骤D输出的分段相干积累结果进行二倍频处理，具体为：

步骤E1倍频处理模块利用二倍角公式，对步骤D输出的I、Q两路分段相干积累结果进行倍频处理，消除数据跳变的影响，得到r_l,I和r_l,_Q；

步骤E2倍频处理模块将步骤D.1输出的I、Q两路信号合并为一路复信号r_l；

步骤F：FFT模块对倍频处理模块输出的序列进行P＝1024点快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列，记为r_l ^FFT；

步骤G：峰值检测模块检测步骤F中FFT模块输出序列的峰值，得到二次捕获结果，具体为：

步骤G1峰值检测模块检测FFT模块输出序列的峰值，并利用存储单元对峰值大小进行存储，记为

并存储该峰值点在1024点FFT结果中的位置，记为p_l,max；

步骤G2峰值检测模块的比较单元对比26路FFT模块输出序列的峰值，找出其中最大值，并记录其所处搜索通道的位置l_max，再根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值

步骤G3根据步骤G.2得到的最大峰值位置l_max，对应找出该搜索通道存储单元中存储的峰值点位置

计算得到载波多普勒精细估计值

实施例3

本实施例按照实施例1所述的参数、实施例2中所述的工作流程，具体阐述了执行本发明步骤一到七，将得到的多普勒频率精细估计值和多普勒频率变化率估计值赋给跟踪环路后的跟踪效果，同时与传统二次捕获辅助下的跟踪结果进行比较，比较结果如图3；

图3(a)为传统二次捕获辅助下的频率和相位跟踪结果，由于跟踪环路所承受的动态应力较大，环路所需带宽较宽，因此稳定后跟踪精度较差，且环路入锁时间较长；图3(b)为本实施例下频率和相位的环路跟踪效果，由于二次捕获搜索得到了精细的多普勒频率值和频率变化率值，并将该值赋给跟踪环路，因此环路承受动态应力减小，环路带宽可以设置为一个较小的值，从而提高跟踪精度。由仿真统计，7dB符号信噪比下，传统二次捕获后跟踪环路的频率估计误差均方差为101.3211Hz，而本实施例下，跟踪环路的频率估计误差均方差只有24.016Hz，跟踪精度相比传统二次捕获有明显提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，其特征在于，包括接收机天线、射频前端、伪码剥离模块、多普勒频率变化率搜索模块、分段相干积累模块、倍频处理模块、FFT模块和峰值检测模块；接收机天线与射频前端相连，射频前端与伪码剥离模块相连，伪码剥离与多普勒频率变化率搜索模块相连，多普勒频率变化率搜索模块与分段相干积累模块相连，分段相干积累模块与倍频处理模块相连，倍频处理模块与FFT模块相连，FFT模块与峰值检测模块相连；接收机天线用于接收信号；射频前端用于对接收信号进行下变频和采样；伪码剥离模块用于依据捕获得到的码相位信息产生相应的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码；多普勒频率变化率搜索模块用于按固定频率变化率步进和捕获得到的多普勒频率值产生本地载波，再与剥离伪码后的接收信号相乘，以剥离多普勒频率变化率，再将此剥离多普勒频率变化率后的信号输出给分段相干积累模块；分段相干积累模块用于对多普勒频率变化率搜索模块输出的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；倍频处理模块用于对分段相干积累模块的输出进行二倍频处理，同时将信号幅值平方，克服数据跳变的影响；FFT模块用于对倍频处理模块输出的序列进行快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列；峰值检测模块用于检测FFT模块输出序列的峰值，并对比各路峰值，找出其中最大值，根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值

根据其峰值所在位置得到载波多普勒精细估计值

作为二次捕获结果。

2.如权利要求1所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获装置，其特征在于，所述射频前端包括下变频单元以及AD采样单元；伪码剥离模块包括码NCO和乘法单元；多普勒频率变化率搜索模块包含L个搜索通道和载波NCO；倍频处理模块包括平方单元和乘法单元；峰值检测模块包括比较单元和存储单元。

3.一种基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、接收机天线接收信号，再通过射频前端进行下变频及采样；

步骤二、伪码剥离模块依据捕获得到的码相位信息，产生与AD采样单元采样率相同的本地伪码，并与接收信号进行相关，剥离伪码；

步骤三、多普勒频率变化率搜索模块确定搜索的频率变化率，并进行多普勒频率变化率剥离；

步骤四、分段相干积累模块对步骤三输出的剥离多普勒频率变化率后的信号以固定时间长度进行分段，并按段进行求和积累，形成新的序列；

步骤五、倍频处理模块对步骤四的输出的分段相干积累结果进行二倍频处理；

步骤六、FFT模块对倍频处理模块输出的序列进行P点快速傅立叶变换，得到峰值检测模块的输入FFT序列；

步骤七、峰值检测模块检测步骤六中FFT模块输出序列的峰值，得到二次捕获结果。

4.如权利要求3所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤一中，下变频通过下变频单元实现，输出为带有数据调制的I、Q两路信号；采样通过AD采样单元实现，采样率为f_s，采样结果为带有数据调制的基带采样序列，记为r_i(n)和r_q(n)，用如下公式(1)(2)表示：

其中，N为总体采样点数；t_s＝1/f_s为时域采样间隔，D(nt_s)代表nt_s采样时刻的调制数据，为二进制数据，n代表第n个采样点；C(nt_s-τ)表示接收信号的伪码，τ代表伪码初始相位，

表示载波多普勒频率，其中，c为光速，v为本装置相对于卫星的运动速度，f_RF为射频载波频率，ξ＝v/c，代表本装置相对于卫星的运动速度与光速的比值；μ＝a/c·f_RF表示多普勒频率变化率，其中，a为本装置相对于卫星的运动加速度；

为射频载波初始相位。

5.如权利要求4所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤二中，剥离伪码的过程为：

步骤2.1伪码剥离模块中码NCO依据捕获得到的码相位信息，产生相应的本地伪码，并以与AD采样单元相同的采样率对本地伪码进行采样，得到采样输出；

其中，所述的相同采样率为f_s；采样输出记为

其表达式为如下公式(3)：

其中，

表示带有估计相位的本地伪码；

为由捕获得到的本地伪码相位值，T_c＝LT_cp为本地伪码的伪码周期，L为一个伪码周期包含的码片数，T_cp＝1/R_cp为一个本地伪码的码片持续时间，R_cp为本地伪码的码速率；

步骤2.2乘法单元对步骤一和步骤2.1的采样输出进行相关处理；

其中，相关结果记为R_d(n)，其表达式为如下公式(4)(5)：

其中，

伪码相关函数。

6.如权利要求5所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤三中，多普勒频率变化率剥离的过程为：

步骤3.1多普勒频率变化率搜索模块根据信道先验信息估计载波多普勒频率变化率范围；

其中，所述的信道先验信息为可预知的最大载波多普勒频率变化率；所述的载波多普勒频率变化率范围，记为：(-μ_max,μ_max)，μ_max即最大载波多普勒频率变化率；

步骤3.2将多普勒频率变化率范围按固定搜索步进划分成多个单元；

其中，固定搜索步进记为Δμ，划分成L个单元，且第l个本地多普勒频率变化率单元对应的多普勒频率变化率用如下公式(6)表示：

μ_l＝-μ_max+l·Δμ,l＝0,1,2,...,L-1， (6)

其中，

表示对2μ_max/Δμ向上取整；

步骤3.3多普勒频率变化率搜索模块中载波NCO根据捕获得到的多普勒频率值和各搜索单元的多普勒频率变化率值产生本地载波，并与步骤2.2输出的相关结果相乘完成多普勒频率变化率剥离，具体为：

所述的多普勒频率变化率剥离用如下公式(7)(8)表示：

其中，

为捕获得到的多普勒频率值。

7.如权利要求6所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤四中，形成新序列的过程为；

I、Q两路第m次分段相干积累结果分别记为

和

其表达式为如下公式(9)(10)：

其中，m表示第m次分段相干积累，M为分段相干积累次数，N_corr为每段相干积累的点数，T_corr＝N_corrt_s为分段相干积累时间。

8.如权利要求7所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤五中，二倍频处理的过程为：

步骤5.1倍频处理模块利用二倍角公式，对步骤四输出的I、Q两路分段相干积累结果进行倍频处理，分别记为r_l,I和r_l,Q，其表达式如下公式(11)(12)：

r_l,I(m)＝r_l,i(m)²-r_l,q(m)² (11)

r_l,Q(m)＝2·r_l,i(m)·r_l,q(m) (12)

其中，步骤四输出的I、Q两路分段相干积累结果所包含的符号信息D(nt_s)由于在倍频处理中被平方，因此其跳变的影响被消除，同时倍频处理后的信号r_l,I和r_l,Q的频率变为r_l,i和r_l,q的2倍；

步骤5.2倍频处理模块将步骤5.1输出的I、Q两路信号合并为一路复信号r_l，其表达式如公式(13)：

r_l＝r_l,I+jr_l,Q (13)。

9.如权利要求8所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤六中，得到峰值检测模块的输入FFT序列，记为r_l ^FFT，其表达式如下公式(14)：

r_l ^FFT＝FFT(r_l) (14)

其中，P为2的整数次幂，且P为大于等于M。

10.如权利要求9所述的基于多普勒频率变化率和频率联合搜索的二次捕获方法，其特征在于，所述步骤七中，得到二次捕获结果的过程为：

步骤7.1峰值检测模块检测FFT模块输出序列的峰值，并利用存储单元对峰值大小进行存储，记为

并存储该峰值点位置，记为p_l,max；

步骤7.2峰值检测模块的比较单元对比L路FFT模块输出序列的峰值，找出其中最大值，并记录其所处搜索通道的位置，记为l_max，再根据其所处的搜索通道位置得到载波多普勒频率变化率估计值，记为

其表达式如公式(15)：

步骤7.3根据步骤7.2得到的最大峰值位置l_max，对应找出该搜索通道存储单元中存储的峰值点位置，记为p_lmax,max，经计算得到载波多普勒精细估计值，记为

其表达式如公式(16)：

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