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接收机在捕获信号时除伪码外还要对多普勒频率进行搜索。但高动态环境下动辄上百千赫兹的多普勒频偏以及几千赫兹每秒的变化率不仅会增加接收机的捕获时间,还会使伪码同步时的相关峰值大幅度衰减。尤其是接收到的信号又是弱信号的情况下,过大的多普勒频偏和变化率很可能使接收机捕不到任何信号。是以在高动态条件下实现卫星信号尤其是弱信号的快速捕获,具有很大的研究价值。而PMF(Partial Matched Filter)-FFT算法虽然非常适合高动态环境下的应用,但是在上述情况下其应用也受到极大的限制。为解决这一问题,本文以高动态GNSS信号为研究对象,分析了多普勒效应对PMF-FFT算法的影响,在Keystone变换的基础上提出了三种多普勒补偿方法,改善了算法在高动态条件下进行长时间相干累加的性能。本文的主要工作及成果如下:1.系统地分析了高动态条件下相干捕获时间较短时影响FFT-PMF算法性能的因素。针对PMF频域衰减特性的影响研究了加窗的处理方法,针对FFT扇贝损失的影响研究了补零法和加窗处理两种办法。另外,研究了PMF个数和伪码长度对算法性能影响,指出分段数越多算法能搜索到的多普勒频偏越大,相应地作FFT的点数也越多,而且在伪码长度不够分段时不能通过补零解决,这样会降低算法性能并带来新的问题。2.详细研究了高动态条件下长相干捕获时多普勒效应对PMF-FFT算法的影响。从多普勒效应的原理出发,推导了高动态GNSS信号模型,接着在此基础上分别分析了码多普勒和载波多普勒对PMF-FFT相干积累的影响。针对码多普勒的影响提出了基于Keystone变换的补偿方法,而针对载波多普勒1、2阶频率变化率的影响则提出了基于DCFT(Discrete Chirp-Fourier Transform)和PCT(Polynomial Chirplet Transform)的补偿方法,并且针对DCFT又提出了延迟自相关加FFT的简化方法。3.通过试验验证算法的性能,主要包括检测概率和多普勒频率捕获精度的测试。试验结果表明:在检测性能上,基于Keystone变换和DCFT的补偿方法性能最好,基于Keystone变换和延迟自相关加FFT的方法最差;在多普勒频率捕获精度上,当相干捕获时间足够长时,基于Keystone变换和PCT的补偿方法性能最好,基于Keystone变换和延迟自相关加FFT的方法最差。本文的研究为提高我国北斗导航系统在高动态下的捕获性能提供了理论依据。