引言
低轨（Low Earth Orbit，LEO）卫星导航增强系统因轨道和信号的优势及应用潜力，已成为国内外定位、导航和授时（Positioning Navigation and Timing，PNT）体系的研究热点[1]。利用低轨星座进行通导融合一体化设计，实现全球覆盖的PNT服务，是低轨卫星导航增强系统的重要发展趋势[2]。但是低轨卫星的场景以及通导融合一体化设计会给信号的捕获带来困难，与传统全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System， GNSS）相比，有两大难点需要解决：一是低轨卫星与导航接收机之间的相对运动会给接收信号带来较大的多普勒频移[3]，在GNSS中信号多普勒频移在±5 kHz左右，而在低轨卫星导航增强系统中，多普勒频移可达几十至几百千赫兹[4]；二是低轨导航增强信号的体制设计需要考虑到通信导航融合的需求，导航信号融合设计在低轨卫星通信信号中，占用信号频带的一个或几个子带[5]，这使得导航增强信号频谱受限而且需要采用非连续信号播发方式。
传统的捕获算法难以适应高动态短时突发导航增强信号的捕获需求，快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)算法在信号多普勒过大时或采样频率过高时，需要进行FFT运算的点数较大，算法运算复杂度和处理难度以及硬件实现所需的资源会相应增加[6]；部分匹配滤波器和快速傅里叶变换（Partial Matched Filter FFT，PMF-FFT）算法通常可适应±6 kHz左右的信号多普勒频移范围[7]，在处理大多普勒频移信号时存在扇贝损失，检测概率随信号多普勒频移增大而下降[8-9]。
针对低轨场景下的L频段高动态短时突发导航增强信号的快速捕获处理，需要同时兼顾大多普勒和导航信号处理的实时性，可以考虑一种改进的分段FFT两级二维快速捕获方法，通过两级捕获的处理以适应低轨高动态的场景，可在有限时间内完成捕获，并满足后续跟踪等信号处理的精度，同时降低运算复杂度满足硬件设计需求。
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作者信息：
宋若宇1，王振岭1，蔚小龙1，刘亚廷2
（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081；
2.火箭军装备部驻廊坊地区军事代表室，河北 廊坊 065000）
