[发明专利]一种卫星信号载波同步方法及系统

权利要求书

1.一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

对接收到的载波信号进行混频滤波，得到采样信号；

基于采样信号计算得到其同相分量和正交分量；

基于同相分量和正交分量捕获采样信号中载波频偏并补偿，实现载波第一次同步；

利用预设计的双层锁相环对第一次同步后的载波信号混频滤波，第一次提取混频滤波后载波信号的载波频率和相位信息，通过载波频率和相位信息对载波频偏和相位偏差进行第一次补偿，得到第一次补偿后的载波信号；

利用预设计的双层锁相环对第一次补偿后的载波信号混频滤波，第二次提取第一次补偿且混频滤波后载波信号的载波频率和相位信息，通过载波频率和相位信息对载波频偏和相位偏差进行第二次补偿，得到第二次补偿后的载波信号；

根据第一次补偿和第二次补偿后的载波信号，完成对载波信号的相位跟踪，实现载波第二次同步。

2.根据权利要求1所述的一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，采样信号的同相分量和正交分量通过如下方法计算得到：

其中，I(k)是同相分量，Q(k)是正交分量，r(k)是采样信号，n_I(k)是噪声的同相分量，n_Q(k)是噪声的正交分量，是本地振荡器和接收的载波信号混频后的相位，Δf(k)是频率估计残差，t_k-1是起始时刻，是接收的载波信号的初始相位。

3.根据权利要求1所述的一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，采样信号中载波频偏通过如下方法捕获：

其中,f(k)是载波频偏,I(k)是同相分量,Q(k)是正交分量,是本地振荡器和接收的载波信号混频后的相位，Δf(k)是频率估计残差，t_k-1是起始时刻，是接收的载波信号的初始相位，是载波信号混频后相位和初始相位的相位差；

采样信号中载波频偏通过DDS进行补偿。

4.根据权利要求1所述的一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，双层锁相环对载波信号的两次混频滤波均通过下变频器和匹配滤波器进行。

5.根据权利要求1所述的一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，滤波后载波信号的载波频率和相位信息通过如下方法第一次提取和第二次提取：

利用已知的码序列进行逆调制获得载波信号先验信息，通过对先验信息进行积分累加、清零获得载波信号的载波频率和相位信息。

6.根据权利要求1所述的一种卫星信号载波同步方法，其特征在于，对载波频偏和相位偏差进行第一次补偿和第二次补偿通过如下方法实现：

利用载波信号的载波频率和相位信息通过DDS、滤波实现对载波频差和相位偏差的第一次补偿和第二次补偿。

7.一种卫星信号载波同步系统，其特征在于，包括下变频器和匹配滤波器、锁频环、双层锁相环；

下变频器和匹配滤波器：用于对接收到的载波信号进行混频滤波，得到采样信号；

锁频环：用于基于采样信号计算得到其同相分量和正交分量，基于同相分量和正交分量捕获采样信号中载波频偏并补偿，实现载波第一次同步；

双层锁相环：用于对第一次同步后的载波信号混频滤波，第一次提取混频滤波后载波信号的载波频率和相位信息，通过载波频率和相位信息对载波频偏和相位偏差进行第一次补偿，得到第一次补偿后的载波信号；

对第一次补偿后的载波信号混频滤波，第二次提取第一次补偿且混频滤波后载波信号的载波频率和相位信息，通过载波频率和相位信息对载波频偏和相位偏差进行第二次补偿，得到第二次补偿后的载波信号；

根据第一次补偿和第二次补偿后的载波信号，完成对载波信号的相位跟踪，实现载波第二次同步。