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龙图腾网获悉重庆航天火箭电子技术有限公司申请的专利一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114563803B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210209207.4，技术领域涉及：G01S19/30；该发明授权一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法是由吴思凡设计研发完成，并于2022-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法，属于卫星技术领域。将中频信号经过必要的预处理后，并行地存入两块缓存，缓存A中数据用于相干积分时间＝1ms、避开NH码跳变但灵敏度较低的强星捕获方式，缓存B采用定点间断缓存，适用于相干积分时间＝4ms、数据时间跨度大且高灵敏度的弱星捕获方式，强弱星模式交替工作，直至信号捕获成功。对于成功捕获的信号，在软件端利用一定长度的滑动窗口对信号实时的多普勒和伪码进行二次捕获精捕，以适应较高的动态应力。

本发明授权一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法在权利要求书中公布了：1.一种高动态高灵敏度的北斗D1信号捕获方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： S1：确定时间窗口TDC，在时间窗口内对模数转换ADC采样后的数字中频信号IF进行累加，在窗口结束时求算数均值得到中频信号的直流分量，从后续传入的中频信号中扣除此分量，其中TDC的取值为2nfs，fs为60MHz中频信号采样率； S2：信号通过混频器和本振输出的载波信号相乘，得到零中频IQ信号； S3：对北斗D1信号进行半带滤波以去掉信号中的噪声分量；对于B1I信号，零中频信号通过一级半带滤波后进行2倍降采样，随后通过第二级半带滤波并进行2倍降采样，之后的中频信号再通过一级半带滤波后进行3倍降采样，最终得到fs12＝5MHz的零中频信号； S4：经过S3中若干级半带滤波器和采样器后，信号有效位宽逐渐累积，为降低后续运算复杂度，设定一个新的时间窗口TQ，在窗口内进行采样值的概率分布计算；由于正态分布对称性，仅考虑+1样点和+3样点的概率分布，若+1点数大于+3点数两倍，则降低门限，反之则提高门限，使样点取值始终呈现正态分布； S5：将量化后信号降采样至两倍伪码速率并传递至捕获电路； S6：捕获电路以强星模式和弱星模式交替的形式完成信号捕获；强星模式下不对信号做相干积分，即相干积分时间为1ms；弱星模式下信号的相干积分时间选定为4ms； S7：采用强星模式对D1信号进行捕获，将S5中进入捕获电路的数据存储至数据容量为VA的缓存A中，VA的值等于完成强星模式下一次信号捕获所需的样点数2*N*Tnoncoh+1，N为伪码周期内的码片数，Tnoncoh为非相干积分时间；同时，并行将S5中的数据存储至数据容量为VB的缓存B中，VB的值等于完成一次弱星模式下信号捕获所需的样点数2*N*Tcoh*Tnoncoh+1，N为伪码周期内的码片数，Tcoh＝4为弱星模式下的相干积分次数，Tnoncoh为非相干积分时间； S8：缓存B仅对[T0+K*TD1,T0+K*TD1+4]时间区间内的信号点进行缓存，即定点间断缓存，其中TD1＝20为D1信号的导航数据周期，T0为缓存起始时间，K为一非负整数，取值范围为0≤k≤Tnoncoh，单位均为毫秒； S9：由于缓存A储存完所有样点的时间明显小于缓存B，在缓存A存储完毕后，捕获引擎写入待搜星PRN号，捕获电路依据PRN号进行伪码生成；伪码生成完毕后，电路以工作频率facq取出缓存中的数据进行回放； S10：首先根据射频芯片的理论中频值对信号进行载波剥离，得到I、Q两路零中频信号； S11：将回放信号点传入匹配滤波模块中的N位移位寄存器，N等于信号的两倍码长值；当回放信号点计数大于等于N后，依据S10产生的伪码序列对信号进行短时相关匹配滤波并得到2K个短时相关和，其中K为FFT的基数；由于强星模式下相干积分时间为1ms，算法不受到NH码调制的影响，将2K个短时相关和直接传至FFT模块； S12：将S11中的2K个短时相关和进行进行FFT变换，得到频域的2K个信号段，并进行缓存操作，下一次相关操作结束后，新信号段将和缓存结果进行累加；累加次数达到Tnoncoh时，求出N个码相位非相干积分能量平均值Emean，求出最大积分能量值Emax，将比值EmaxEmean与预设阈值对比进行能量判决； S13：受硬件资源限制，在卫星PRN维度必为串行搜索，当前卫星捕获完毕后，重新回放VA中储存的样点，并重复S9～S12，进入下一颗星的捕获流程； S14：对成功捕获的卫星开启跟踪通道，读取通道首次积分完毕返还的dump时间戳Tdump，结合信号缓存完毕时释放的时间戳Tstore，求出信号的码启动点； 在搜星列表上的BDS卫星在强星模式下均完成一轮捕获后，由于VB储存完一轮捕获所需样点的时间较长，需要检测VB是否储存至规定容量，如VB未储存足够多样点，则重复强星模式对信号进行捕获：将VA中的新样点取出，并重复上述S9～S14；反之，则开启弱星模式对D1信号开展捕获； S15：当VB缓存数据量达到2*N*Tcoh*Tnoncoh+1后，开启弱星捕获模式；弱星模式第一步仍为载波剥离和短时相关匹配滤波，重复S9、S10和S11，在产生1ms对应数据的短时相关和后，由于相干积分时间大于1ms，NH码调制的影响不可忽略，对相关和进行NH码剥离； S16：相邻两轮相干积分所用信号在时间上不连续，且均位于D1数据周期内的固定相位，无需用滑动码启动点的方法对NH码相位进行搜索，仅需使用以下8种NH码组合对相关和进行NH码剥离：{1,1,1,1}、{-1,1,1,1}、{1,-1,1,1}、{1,1,-1,1}、{1,1,1,-1}、{-1,-1,1,1}、{1,-1,1,-1}、{1,-1,-1,1}； S17：将NH码剥离后的相干和存入缓存VC；VC中存放的累加数据将和下一次短时相关滤波器输出的NH剥离数据进行相干累加操作，直到相干次数达到Ncoh为止；将产生的相干和传至FFT模块； S18：重复S11～S13，直到搜星列表上的所有卫星均完成一轮弱星模式下的信号捕获； S19：由于弱星模式下，VB缓存信号的时间跨度显著变长，在高动态下，信号捕获成功时搜索到的伪码相位和多普勒值和开启跟踪通道时的实际码相位和多普勒的差值将有一定概率超过环路跟踪范围；利用基带返回的EPL三路积分值，设置1.5码片长度的窗口对信号伪码相位进行滑动；滑动次数为M，M的取值为dT*a*fcodefcarrier1.5，a为接收机PVT算出的多普勒变化率，设接收机已处于定位状态，fcode为信号伪码频率，fcarrier为信号载波频率，dT＝Tdump-Tstore为S14中捕获至跟踪的时间跨度； S20：M次伪码滑动结束后，读取缓冲的存放的3*M个不同伪码相位对应的积分能量值，找到最大能量对应的码相位，并将配置基带将信号伪码滑动至此处；在信号的多普勒维度进行滑动，并根据返还的积分能量值找到信号的实时多普勒频率；在重新配置码相位和多普勒后，信号转牵引成功，进入跟踪状态。

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