CN112260977B - 一种动态卫星通信系统信号跟踪方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪方法及装置，涉及卫星通信的技术领域，包括：获取卫星发送的目标信号，其中，目标信号为信源数据经过预处理后得到信号；计算目标信号的多普勒频偏值，并利用多普勒频偏值对目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；利用三阶跟踪环路计算补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用码环路相位差和跟踪频率变化误差对补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；对同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对卫星的跟踪，解决了现有技术中多普勒效应对卫星通信的影响的技术问题。

Description

一种动态卫星通信系统信号跟踪方法及装置
技术领域
本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种动态卫星通信系统信号跟踪方法及装置。
背景技术
随着6G技术的发展，卫星通信已经被引入了6G通信体系中。卫星通信在6G中可以发挥重要的作用，其中一个用途就是可以在全球范围内为用户提供通信服务，特别是那些6G基建设施无法到达的偏远地区。卫星通信系统在6G的空天地一体化通信体系中发挥着重要的作用，不仅可以增强6G服务的可靠性，而且可以并扩展6G服务的范围。
然而，目前大多数卫星通信系统主要是为低速终端设计，传统的卫星通信系统难以为高机动性终端提供可靠服务。移动终端的高机动性为卫星通信系统带来了更多挑战。
与传统卫星通信系统不同，高机动性终端会产生范围大、变化快的时变多普勒频偏，导致发射机和接收机的频率不匹配，严重削弱了通信系统的误码率性能。传统的基于导频分布的多普勒频偏估计和跟踪方法难以实现对快速变化的时变多普勒信号的准确估计。另外，卫星的链路资源受限，在高动态、低噪比环境下，高阶环路易失锁，无法完成对高动态信号的稳定跟踪。同时，考虑到卫星有限的频谱资源难以支持大量的导频开销，使得传统的基于导频分布的载波同步算法难以发挥作用。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种动态卫星通信系统信号跟踪方法及装置，以缓解了现有技术中多普勒效应对卫星通信的影响的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪方法，应用于移动终端，包括：获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪。
进一步地，计算所述目标信号的多普勒频偏值，包括：采样步骤，对所述目标信号进行采样，得到采样信号；计算步骤，利用预设数量个部分相关器，对所述采样信号进行快速傅里叶变换，得到计算结果；第一确定步骤，确定出所述计算结果中的最大值；第二确定步骤，若所述最大值大于预设阈值，则将所述最大值确定为所述多普勒频偏值。
进一步地，所述方法还包括：若所述最大值小于或等于预设阈值，则利用码发生器对所述采样信号进行处理，得到目标采样信号，将所述目标采样信号确定为所述采样信号，并重复执行所述采样步骤，所述计算步骤，所述第一确定步骤和所述第二确定步骤，直至确定出所述多普勒频偏值。
进一步地，所述采样信号为
Figure BDA0002731907520000021
其中，A代表信号幅值，d(i)表示比特序列，PN(i)表示扩频序列，f0、fd、Tc、
Figure BDA0002731907520000022
分别表示载波频率、多普勒频偏、采样间隔和随机相偏；所述预设数量个部分相关器的输出为
Figure BDA0002731907520000031
其中，l为部分相关器的编号，M为部分相关器的相关点数；所述计算结果为
Figure BDA0002731907520000032
其中，N为进行快速傅里叶变换的相关点数；所述多普勒频偏值为
Figure BDA0002731907520000033
进一步地，所述三阶跟踪环路包括：超前时刻支路，即时时刻支路和滞后时刻支路；利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，包括：分别将所述补偿后的目标信号输入所述超前时刻支路，所述即时时刻支路和所述滞后时刻支路，得到所述补偿后的目标信号的定时误差；利用所述定时误差，对所述补偿后的目标信号的码环率进行调整，以使所述三阶跟踪环路的采样时刻为最佳采样时刻，其中，所述最佳采样时刻为所述即时时刻支路的相关功率大于所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，且所述超前时刻支路的相关功率等于所述滞后时刻支路的相关功率相等；利用所述即时时刻支路的相关功率，所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，确定所述码环路相位差；确定所述即时时刻支路输出的载波跟踪环率，并根据所述载波跟踪环率确定出跟踪频率变化误差。
第二方面，本发明实施例还提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪方法，包括：获取信源数据；对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；将所述目标信号发送给所述移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪。
进一步地，利用15阶PN码对第一目标信源数据进行扩频加扰处理，其中，所述第一目标信源数据为经过物理层组帧处理和编码处理的信源数据；所述15阶PN码的生成多项式为g(D)＝1+D10+D15。
进一步地，利用平方根升余弦滤波器对第二目标信源数据进行滤波处理，其中，所述第二目标信源为经过叠加周期性导频处理和符号映射处理的第一目标信源数据；所述平方根升余弦滤波器的响应表达式为
Figure BDA0002731907520000041
α为平方根升余弦滤波器的成型系数，Ts为第一目标信源数据的码片周期。
第三方面，本发明实施例提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪装置，所述装置包括：卫星和移动终端，其中，所述卫星，用于获取信源数据；对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；将所述目标信号发送给所述移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪；所述移动终端，用于获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行第一方面和/或第二方面中所述方法的步骤。
在本发明实施例中，卫星利用叠加式导频的方法，将导频序列直接叠加在经加扰过后的扩频序列上，移动终端采用导频相关积分的方法，从采样序列中剥离导频序列，利用三阶环路对剥离出的导频序列实现跟踪。达到了在低噪比条件下有效地跟踪高动态卫星信号的目的，进而解决了多普勒效应对通信产生不利影响的技术问题，从而实现了提高卫星系统的误码率性能的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种动态卫星通信系统信号跟踪方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的目标信号的构建流程图；
图3为本发明实施例提供的多普勒频偏值的计算流程图；
图4为本发明实施例提供的同步信号的生成方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的三阶环路滤波器模型的示意图；
图6为本发明实施例提供的失重重捕示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种动态卫星通信系统信号跟踪方法的流程图；
图8为本发明实施例提供的信号加扰的结构示意图；
图9为本明实施例提供一种动态卫星通信系统信号跟踪装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例一：
根据本发明实施例，提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种动态卫星通信系统信号跟踪方法的流程图，应用于移动终端，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
具体的，与传统的集中式、分散式导频结构不同，在本申请中，卫星直接将循环导频叠加在扩频后的数据上，通过加扰使得扩频序列与导频序列不相关，从而在接收端可将信息序列视为干扰，通过跟踪已知导频的方法实现同步。
如图2所示，卫星对信源数据进行处理的基本流程包括：1)首先将信源数据bit在物理层进行组帧。2)对信源帧进行编码。3)将编码输出数据与本地的扩频序列相乘进行扩频。4)为了减小扩频后的序列与叠加导频序列的相关性，对扩频输出的扩频码进行加扰。5)对扩频码序列叠加周期性导频。6)对叠加导频后的序列进行符号映射和成型滤波，并进行上变频后得到目标信号，并将目标信号发送给移动终端。
步骤S104，计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；
步骤S106，利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；
步骤S108，对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪。
在本发明实施例中，卫星利用叠加式导频的方法，将导频序列直接叠加在经加扰过后的扩频序列上，移动终端采用导频相关积分的方法，从采样序列中剥离导频序列，利用三阶环路对剥离出的导频序列实现跟踪。达到了在低噪比条件下有效地跟踪高动态卫星信号的目的，进而解决了多普勒效应对通信产生不利影响的技术问题，从而实现了提高卫星系统的误码率性能的技术效果。
在本发明实施例中，步骤S104还包括如下步骤：
步骤S11，采样步骤，对所述目标信号进行采样，得到采样信号；
步骤S12，计算步骤，利用预设数量个部分相关器，对所述采样信号进行快速傅里叶变换，得到计算结果；
步骤S13，第一确定步骤，确定出所述计算结果中的最大值；
步骤S14，第二确定步骤，若所述最大值大于预设阈值，则将所述最大值确定为所述多普勒频偏值；
步骤S15，若所述最大值小于或等于预设阈值，则利用码发生器对所述采样信号进行处理，得到目标采样信号，将所述目标采样信号确定为所述采样信号，并重复执行所述采样步骤，所述计算步骤，所述第一确定步骤和所述第二确定步骤，直至确定出所述多普勒频偏值。
在本发明实施例中，如图3所示，采样得到的I、Q两路信号中有载波多普勒频偏，经本地扩频序列相关解扩之后累加，累加值。设接收到信号(即，采样信号)为r(i)，可以表达为
Figure BDA0002731907520000081
其中A代表信号幅值，d(i)表示比特序列，PN(i)表示扩频序列，f0、fd、Tc、
Figure BDA0002731907520000082
分别表示载波频率、多普勒频偏、采样间隔和随机相偏。
码发生器输出为：
Figure BDA0002731907520000083
D个部分相关器(即，预设数量个部分相关器)的输出可以表示为：
Figure BDA0002731907520000084
其中，l为部分相关器的编号；
其中，M为部分相关器的相关点数，对上式做N点FFT，如下所示：
Figure BDA0002731907520000085
通过峰值搜索可以确定多普勒频偏值为：
Figure BDA0002731907520000086
当FFT的点数增加时，多普勒频偏fd的估计精度也会随之提高，更趋向于真实值，同时这也会增加硬件的复杂度。
在本发明实施例中，所述三阶跟踪环路包括：超前时刻支路，即时时刻支路和滞后时刻支路，步骤S106包括如下步骤：
步骤S21，利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，包括：
步骤S22，分别将所述补偿后的目标信号输入所述超前时刻支路，所述即时时刻支路和所述滞后时刻支路，得到所述补偿后的目标信号的定时误差；
步骤S23，利用所述定时误差，对所述补偿后的目标信号的码环率进行调整，以使所述三阶跟踪环路的采样时刻为最佳采样时刻，其中，所述最佳采样时刻为所述即时时刻支路的相关功率大于所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，且所述超前时刻支路的相关功率等于所述滞后时刻支路的相关功率相等；
步骤S24，利用所述即时时刻支路的相关功率，所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，确定所述码环路相位差；
步骤S25，确定所述即时时刻支路输出的载波跟踪环率，并根据所述载波跟踪环率确定出跟踪频率变化误差。
在本发明实施例中，如图4所示，通过对目标信号的多普勒频偏进行补偿后，将补偿后的目标信号分别输入超前时刻(E)、即时时刻(P)、滞后时刻(L)这三个支路的导频相关器后分别进行积分，E支路和L支路的相关器积分值经过一定累计后，输出定时误差，用于调整码环率，使采样时刻能够保持在最佳采样点。因此，接收端利用移位寄存器产生三种不同相位的本地扩频序列，超前码序列将超前即时码序列半个码相位，而滞后码序列则滞后于即时码序列半个码相位。当即时支路采样点对准最佳采样点时，即时支路的相关功率最大，超前和滞后时刻支路的相关功率较小且相等，利用这一特性即可推算码环路的相位差。
P支路的输出用于载波跟踪环率，通过三阶锁相环跟踪频率的变化误差，同时，功率检测器对P支路的输出进行实时检测，当功率较低时，即判定为失锁状态，利用FFT计算频率偏差，并对载波环路进行补偿。
需要说明的是，三阶跟踪环路还包括：控制器，其中，控制器的s域模型可以表示为
Figure BDA0002731907520000101
其中wn为三阶环路控制器的固有频率，a、b分别为环路控制器的设计参数，参考值为a＝1.1，b＝2.4。
由该控制器形式推到可得卫星系统的闭环传递函数为
Figure BDA0002731907520000102
其环路带宽为
Figure BDA0002731907520000103
最后，利用后差分变换法，即
Figure BDA0002731907520000104
其中T为相关积分时常，可得出如图5所示三阶环路滤波器模型。
下面将结合仿真实验对上述方法进行说明：
仿真中设定每个包长为300bit，码率为1/5，扩频比为80，调制方式为QPSK，码片速率为500kcps，滤波器的成型系数取0.3。信道为加性高斯白噪声信道，多普勒频偏范围为[-50kHz，+50kHz]，多普勒变化率为[-3kHz/s,3kHz/s]。
测试结果表明，捕获成功率达99.99％，环路可以有效地跟踪时变多普勒频偏，且当Eb/N0＝5dB时，解扩后硬判误码率为27.06％。
失锁重捕示意图如图6所示。当测试包数达1000包时，出现一次失锁。通过基于功率检测的失锁重补机制，可以在两个帧长时间内快速地修正失锁情况，不影响后续信号的跟踪和解调。
实施例二：
图7是根据本发明实施例的一种动态卫星通信系统信号跟踪方法的流程图，应用于卫星，如图7所示，该方法包括如下步骤：
步骤S202，获取信源数据；
步骤S204，对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
步骤S206，将所述目标信号发送给所述移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪。
在本发明实施例中，卫星利用叠加式导频的方法，将导频序列直接叠加在经加扰过后的扩频序列上，移动终端采用导频相关积分的方法，从采样序列中剥离导频序列，利用三阶环路对剥离出的导频序列实现跟踪。达到了在低噪比条件下有效地跟踪高动态卫星信号的目的，进而解决了多普勒效应对通信产生不利影响的技术问题，从而实现了提高卫星系统的误码率性能的技术效果。
需要说明的是，在本申请中，如图8所示，卫星利用15阶PN码对第一目标信源数据进行扩频加扰处理，其中，所述第一目标信源数据为经过物理层组帧处理和编码处理的信源数据；所述15阶PN码的生成多项式为g(D)＝1+D10+D15。
另外，还需要说明的是，卫星利用平方根升余弦滤波器对第二目标信源数据进行滤波处理，其中，所述第二目标信源为经过叠加周期性导频处理和符号映射处理的第一目标信源数据；所述平方根升余弦滤波器的响应表达式为
Figure BDA0002731907520000121
α为平方根升余弦滤波器的成型系数，Ts为第一目标信源数据的码片周期。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种动态卫星通信系统信号跟踪装置，该动态卫星通信系统信号跟踪装置用于执行本发明实施例上述实施例一和实施例二内容所提供的动态卫星通信系统信号跟踪方法，以下是本发明实施例提供的动态卫星通信系统信号跟踪装置的具体介绍。
如图9所示，图9为上述动态卫星通信系统信号跟踪装置的示意图，该动态卫星通信系统信号跟踪装置包括：卫星10和移动终端20。
所述卫星10，用于获取信源数据；对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；将所述目标信号发送给所述移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪；
所述移动终端20，用于获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪。
在本发明实施例中，卫星利用叠加式导频的方法，将导频序列直接叠加在经加扰过后的扩频序列上，移动终端采用导频相关积分的方法，从采样序列中剥离导频序列，利用三阶环路对剥离出的导频序列实现跟踪。达到了在低噪比条件下有效地跟踪高动态卫星信号的目的，进而解决了多普勒效应对通信产生不利影响的技术问题，从而实现了提高卫星系统的误码率性能的技术效果。
实施例四：
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例一和实施例二中所述方法的步骤。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种动态卫星通信系统信号跟踪方法，其特征在于，应用于移动终端，包括：
获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；
利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；
对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪；
其中，计算所述目标信号的多普勒频偏值，包括：
采样步骤，对所述目标信号进行采样，得到采样信号；
计算步骤，利用预设数量个部分相关器，对所述采样信号进行快速傅里叶变换，得到计算结果；
第一确定步骤，确定出所述计算结果中的最大值；
第二确定步骤，若所述最大值大于预设阈值，则将所述最大值确定为所述多普勒频偏值；
其中，所述采样信号为
Figure FDA0003603512520000011
其中，A代表信号幅值，d(i)表示比特序列，PN(i)表示扩频序列，f0、fd、Tc、
Figure FDA0003603512520000012
分别表示载波频率、多普勒频偏、采样间隔和随机相偏；
所述预设数量个部分相关器的输出为
Figure FDA0003603512520000021
其中，l为部分相关器的编号，M为部分相关器的相关点数；
所述计算结果为
Figure FDA0003603512520000022
其中，N为进行快速傅里叶变换的相关点数；
所述多普勒频偏值为
Figure FDA0003603512520000023
其中，所述三阶跟踪环路包括：超前时刻支路，即时时刻支路和滞后时刻支路；
利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，包括：
分别将所述补偿后的目标信号输入所述超前时刻支路，所述即时时刻支路和所述滞后时刻支路，得到所述补偿后的目标信号的定时误差；
利用所述定时误差，对所述补偿后的目标信号的码环率进行调整，以使所述三阶跟踪环路的采样时刻为最佳采样时刻，其中，所述最佳采样时刻为所述即时时刻支路的相关功率大于所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，且所述超前时刻支路的相关功率等于所述滞后时刻支路的相关功率相等；
利用所述即时时刻支路的相关功率，所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，确定所述码环路相位差；
确定所述即时时刻支路输出的载波跟踪环率，并根据所述载波跟踪环率确定出跟踪频率变化误差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述最大值小于或等于预设阈值，则利用码发生器对所述采样信号进行处理，得到目标采样信号，将所述目标采样信号确定为所述采样信号，并重复执行所述采样步骤，所述计算步骤，所述第一确定步骤和所述第二确定步骤，直至确定出所述多普勒频偏值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星，用于：
获取信源数据；
对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
将所述目标信号发送给移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪；
其中，所述方法包括：
利用15阶PN码对第一目标信源数据进行扩频加扰处理，其中，所述第一目标信源数据为经过物理层组帧处理和编码处理的信源数据；
所述15阶PN码的生成多项式为g(D)＝1+D10+D15。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
利用平方根升余弦滤波器对第二目标信源数据进行滤波处理，其中，所述第二目标信源为经过叠加周期性导频处理和符号映射处理的第一目标信源数据；
所述平方根升余弦滤波器的响应表达式为
Figure FDA0003603512520000031
α为平方根升余弦滤波器的成型系数，Ts为第一目标信源数据的码片周期。
5.一种动态卫星通信系统信号跟踪装置，其特征在于，所述装置包括：卫星和移动终端，其中，
所述卫星，用于获取信源数据；
对所述信源数据进行预处理，得到目标信号，其中，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
将所述目标信号发送给所述移动终端，以使所述移动终端对所述目标信号进行跟踪；
所述移动终端，用于获取卫星发送的目标信号，其中，所述目标信号为信源数据经过预处理后得到信号，所述预处理包括：物理层组帧处理，编码处理，扩频加扰处理，叠加周期性导频处理，符号映射处理，滤波处理和上变频处理；
计算所述目标信号的多普勒频偏值，并利用所述多普勒频偏值对所述目标信号进行补偿，得到补偿后的目标信号；
利用三阶跟踪环路计算所述补偿后的目标信号的码环路相位差和跟踪频率变化误差，并利用所述码环路相位差和所述跟踪频率变化误差对所述补偿后的目标信号进行同步，得到同步信号；
对所述同步信号依次执行解扰处理、解交织处理和解码处理，以实现对所述目标信号的跟踪；
其中，所述卫星用于：
利用15阶PN码对第一目标信源数据进行扩频加扰处理，其中，所述第一目标信源数据为经过物理层组帧处理和编码处理的信源数据；
所述15阶PN码的生成多项式为g(D)＝1+D10+D15；
其中，所述移动终端，用于执行以下步骤：
采样步骤，对所述目标信号进行采样，得到采样信号；
计算步骤，利用预设数量个部分相关器，对所述采样信号进行快速傅里叶变换，得到计算结果；
第一确定步骤，确定出所述计算结果中的最大值；
第二确定步骤，若所述最大值大于预设阈值，则将所述最大值确定为所述多普勒频偏值；
其中，所述采样信号为
Figure FDA0003603512520000051
其中，A代表信号幅值，d(i)表示比特序列，PN(i)表示扩频序列，f0、fd、Tc、
Figure FDA0003603512520000052
分别表示载波频率、多普勒频偏、采样间隔和随机相偏；
所述预设数量个部分相关器的输出为
Figure FDA0003603512520000053
其中，l为部分相关器的编号，M为部分相关器的相关点数；
所述计算结果为
Figure FDA0003603512520000054
其中，N为进行快速傅里叶变换的相关点数；
所述多普勒频偏值为
Figure FDA0003603512520000055
其中，所述三阶跟踪环路包括：超前时刻支路，即时时刻支路和滞后时刻支路；
所述移动终端，还用于：
分别将所述补偿后的目标信号输入所述超前时刻支路，所述即时时刻支路和所述滞后时刻支路，得到所述补偿后的目标信号的定时误差；
利用所述定时误差，对所述补偿后的目标信号的码环率进行调整，以使所述三阶跟踪环路的采样时刻为最佳采样时刻，其中，所述最佳采样时刻为所述即时时刻支路的相关功率大于所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，且所述超前时刻支路的相关功率等于所述滞后时刻支路的相关功率相等；
利用所述即时时刻支路的相关功率，所述超前时刻支路的相关功率和所述滞后时刻支路的相关功率，确定所述码环路相位差；
确定所述即时时刻支路输出的载波跟踪环率，并根据所述载波跟踪环率确定出跟踪频率变化误差。
6.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。
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