直射通道辅助的北斗弱反射信号捕获算法

周继航 杨俊安 黄科举 刘 辉

(1. 国防科技大学电子对抗学院，安徽合肥 230037; 2. 安徽省电子制约技术重点实验室，安徽合肥 230037)

1 引言

利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System， GNSS)作为辐射源进行海空目标非协同探测具有全球覆盖、信源稳定、隐蔽性强等优势，近年来引起了国内外学者的广泛关注。北斗卫星导航系统简称北斗系统(BeiDou Navigation Satellite System， BDS)，是我国自行研制的卫星导航系统，基于安全性、主动性的考虑，将其作为辐射源开展目标探测研究更具有战略意义。BDS与GPS、GLONASS和GALILEO不同，系统包含有 5颗GEO卫星。GEO卫星为同步轨道静止卫星，可避免由于卫星相对地面高速运动而带来的自身多普勒频移影响，在信号捕获时比其他卫星辐射源更加简单快捷。由于其轨道的固定性，信号捕获理论上可以获得更长的积累时间，以提高微弱反射信号的信噪比。此外，北斗GEO卫星轨道位置均在亚太区域，是对我国近海进行目标非协同探测的一种非常理想的辐射源。本文研究背景是以北斗GEO卫星作为辐射源，接收平台为地球低轨道卫星(LEO)的海面目标反射信号的处理问题。

基于地球低轨道卫星的探测接收平台相较于机载平台轨道高度较高、运行速度快，在相同的视角下能够检测更大区域，并且能实现对多个海域的快速扫描。LEO平台因处于高动态和高轨道的条件下，海面目标反射到达接收前端的信号非常微弱。与直射信号相比，反射信号由于路径损耗造成信号强度更为微弱。北斗信号到达地面的最低功率为-133 dBm，反射后到达低轨道星载接收机射频前端时的信号功率仅有-180 dBm～-150 dBm左右[1]，常规的信号捕获算法难以捕获如此低功率的信号。……