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申请/专利权人：中国科学院空天信息创新研究院

摘要：本发明提供一种低轨卫星机会信号的多普勒估计方法，其面向典型LEO星座机会信号设计信号频率估计方法与流程框架，针对机会信号随机性与不确定性设计粗捕加细捕的算法框架，以较小的运算复杂度与资源代价，实现机会信号多普勒频移精确估计，为后续机会信号多普勒定位提供原始观测量。本发明针对LEO星座机会信号随机性、不确定性等问题，设计机会信号多普勒的粗估计和精估计联合接收处理框架，其中，粗估计环节采用Welch功率谱估计算法，进行机会信号质量筛选与多普勒频移粗估计；细估计环节基于Kay频率估计算法设计开环跟踪环路，获取精确的多普勒频移估计值。

主权项：1.一种低轨卫星机会信号的多普勒估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、低轨卫星机会信号时帧分段接收及实时处理：所述低轨卫星机会信号基于固定时帧结构进行发播，终端根据时帧规律对低轨卫星机会信号进行分段接收，经由射频天线、AD采样及混频处理，得到中频基带数据块：、、…，，M为正整数，为保证信号接收质量，根据低轨卫星轨道特征与TLE星历文件与，筛选限定终端接收卫星信号的仰角范围与时间段；步骤B、基于Welch算法对机会信号功率谱进行分析：采用Welch平滑周期图平均法对中频基带数据块进行功率谱估计，将对应数据序列划分为L段，其中，，N为大于1的自然数；每段数据长度为P，对每段数据加窗求取周期图并取平均，分段时相邻两段数据允许有重叠的部分，不局限于，记L段子数据序列中，每个子序列的功率谱为，其中，L为大于2的自然数，则有： （1）式中的是归一化因子，确保功率谱估计得到的结果是渐进无偏的；窗函数使用汉宁窗或汉明窗；为频率；为旋转因子；对Ｌ段由周期图法得到的功率谱估计进行求和平均，即： ；步骤C、对低轨卫星机会信号时频域进行筛选与截取：分析Welch功率谱处理结果，获取粗略的多普勒估计值，并利用多普勒一致性判断是否为相同卫星下行信号，以卫星为索引项梳理低轨卫星机会信号源；利用信号功率强度、持续时间、频点分布，筛选高信噪比、长持续时间的单工信道优质信号作为机会源信号，在时频域定位优质时帧信号，进行粗略帧筛选与截取；步骤D、基于Kay算法进行精确多普勒频率估计：经步骤C获取粗略帧筛选与截取后的信号后，根据信号带宽与粗略的多普勒估计值，配置低通滤波器进行滤波，滤除带宽外高斯噪声，得到信号；采用Kay算法对滤波后的信号进行精确多普勒频率估计： （2）其中，为求复数辐角操作；为求复数共轭操作，为符号周期；其中， （3）。

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