随着科技的飞速发展,飞机、卫星等高速移动体的应用和服务逐渐深化,在军用及民用领域均具有广阔的应用前景。由于信号传输对抗干扰、保密性等的要求,扩频技术得到了广泛使用。但在高动态下,速度、运动轨迹可能不断变化,接收信号中既包含大范围变化的多普勒频率,还包含多普勒频率的一次甚至高次变化率,同时多径效应等因素使扩频伪码产生了相位延时。这些影响增大了高动态信号快速捕获的难度,而传统捕获算法捕获能力有限,因此研究高动态扩频信号的快速捕获算法具有重要意义。本文主要研究扩频信号的快速捕获算法。首先分析了扩频信号传统的捕获算法,如基于滑动相关的捕获算法以及基于FFT的捕获算法。传统算法捕获时间受伪码长度或多普勒频偏范围大小的影响,捕获时间较长,多普勒频偏捕获范围窄,难以用于高动态大多普勒频偏信号的快速捕获。本文针对高动态信号捕获存在的问题,改进了接收信号模型,引入了多普勒频率变化率,提出了基于延时自相关的FFT频率估计与基于FFT的伪码并行估计的联合捕获算法。该算法将传统对多普勒频率和伪码延时的二维捕获化为了先捕获多普勒频率变化率和多普勒频偏,再捕获伪码相位的二步捕获。本文算法在多普勒频率变化率和多普勒频偏估计上,首先分析了匹配傅里叶变换算法,利用特定的基函数聚集信号的能量,具有抗噪声能力强、捕获精度高的优点,但直接计算运算量庞大,捕获时间长,无法直接用于实时捕获;然后针对降低计算量进行了研究,提出了基于延时自相关的FFT频偏估计算法,通过延时相乘去除伪码对多普勒频偏估计的影响,再经FFT运算先后估计出多普勒频率变化率和多普勒频偏。算法计算量显著减小,且捕获精度较高,但延时相乘降低了信噪比。最后分析了信噪比恶化的机理并提出了改善信噪比的方法,改进后能在接收信号信噪比为?15dB且不做任何降噪处理的情况下完成捕获。本文算法在伪码相位延时估计上,使用了基于FFT的伪码并行捕获算法。在频率估计算法捕获并补偿了多普勒频率变化率和多普勒频偏之后,伪码捕获算法无需频率搜索,只需一轮伪码捕获,显著降低了计算量。然后针对低信噪比情况改进了算法,分析了相干累加次数以及多普勒频率变化率和多普勒频偏的捕获精度对伪码捕获性能的影响。通过分析和仿真,验证了本文算法的捕获时间受伪码长度和多普勒频偏范围影响小,较传统方案降低了算法的计算量,减小了信号捕获时间,并且在一定信噪比范围内具有较高的捕获精度,适用于高动态扩频信号的快速捕获。