[發(fā)明專利]一種猝發(fā)式的導(dǎo)航信號(hào)體制與接收方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201019114075.1
• 申請(qǐng)日: 2010-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102141627A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋華;袁洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院光電研究院
• 主分類號(hào): G01S19/39
• 分類號(hào): G01S19/39
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空間技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種猝發(fā)式的導(dǎo)航信號(hào)體制與接收方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航的廣泛應(yīng)用催生了“導(dǎo)航對(duì)抗”概念的產(chǎn)生。隨著導(dǎo)航對(duì)抗技術(shù)的不斷升級(jí)，各種對(duì)付衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的干擾手段層出不窮；從干擾信號(hào)體制上分，有脈沖式干擾、誘騙式干擾、寬帶噪聲壓制性干擾、寬帶調(diào)頻壓制性干擾、窄帶干擾等；從干擾機(jī)載體上分，有地面車載干擾機(jī)、氣球載高空干擾機(jī)、飛機(jī)載干擾機(jī)等。作為對(duì)付干擾的手段，各種抗干擾措施也應(yīng)運(yùn)而生，從導(dǎo)航接收機(jī)的角度看，有通過(guò)各種時(shí)域?yàn)V波的抗干擾技術(shù)、通過(guò)頻域?yàn)V波的抗干擾技術(shù)、通過(guò)天線陣列的空域?yàn)V波抗干擾技術(shù)等。“干擾”與“抗干擾”是一個(gè)永無(wú)止境的“矛”與“盾”的關(guān)系，從“盾”的角度講，不斷地發(fā)展性能更好、代價(jià)更低的抗干擾手段是非常有意義的事情。

整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是基于接收機(jī)連續(xù)接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的出發(fā)點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的，所以現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)絕大部分是基于連續(xù)跟蹤衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的思路來(lái)設(shè)計(jì)的，目前從各種文獻(xiàn)上我們還沒(méi)有查到有關(guān)利用猝發(fā)信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位的衛(wèi)星導(dǎo)航方法的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種猝發(fā)式的導(dǎo)航信號(hào)體制和基于猝發(fā)信號(hào)的抗干擾衛(wèi)星導(dǎo)航接收方法，利用猝發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航定位，建立一套基于猝發(fā)信號(hào)的低成本、高動(dòng)態(tài)、抗干擾的衛(wèi)星導(dǎo)航接收系統(tǒng)，增強(qiáng)導(dǎo)航對(duì)抗環(huán)境下衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)能力。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種“猝發(fā)”式的導(dǎo)航信號(hào)體制，其包括：

A)信號(hào)播發(fā)載體可以是導(dǎo)航衛(wèi)星、空間氣球或飛艇；

B)導(dǎo)航信號(hào)來(lái)源于：

a)直發(fā)式導(dǎo)航衛(wèi)星本身廣播的猝發(fā)式導(dǎo)航信標(biāo)；

b)轉(zhuǎn)發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面站向衛(wèi)星上行再通過(guò)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的猝發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航信標(biāo)；

c)敵方對(duì)我方導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)播的連續(xù)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行間歇式干擾時(shí)，干擾間歇期間接收機(jī)接收到的“片斷干凈”的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；

d)敵方對(duì)我方導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)播的連續(xù)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行連續(xù)干擾時(shí)，接收機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)天線，當(dāng)天線對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)航衛(wèi)星瞬間，接收到的具有較好信干比的猝發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)；

C)用戶終端：

使用高增益的天線，以俯仰和方位二維掃描的方式分時(shí)覆蓋天空，對(duì)于高增益天線指向范圍內(nèi)的衛(wèi)星，具有天線增益所賦予的附加的信號(hào)干擾比優(yōu)勢(shì)，從而達(dá)到抗干擾的效果；這種抗干擾方式回避了傳統(tǒng)的空域抗干擾措施中的大面積相控陣天線問(wèn)題，也便于同時(shí)實(shí)施時(shí)頻域抗干擾措施，易于設(shè)置在較小和高機(jī)動(dòng)的武器平臺(tái)上，造價(jià)低，可靠性高。

所述的猝發(fā)導(dǎo)航信號(hào)體制，其所述猝發(fā)式的導(dǎo)航信號(hào)，或稱為“脈沖”式的，其信號(hào)脈沖的持續(xù)時(shí)間在10毫秒到1秒左右之間；對(duì)直發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這種信號(hào)體制為在導(dǎo)航衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)區(qū)域增強(qiáng)提供了另一種可能的途徑：衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)采用猝發(fā)的脈沖形式，衛(wèi)星上的功率放大器僅需在脈沖持續(xù)期間增大輻射功率，當(dāng)猝發(fā)信號(hào)的占空比較低時(shí)，可以大大降低導(dǎo)航信號(hào)區(qū)域增強(qiáng)的實(shí)施難度。

所述的猝發(fā)導(dǎo)航信號(hào)體制，其所述猝發(fā)信號(hào)的占空比比較低時(shí)，是指占空比為10％左右。

所述的猝發(fā)導(dǎo)航信號(hào)體制，其采用長(zhǎng)度較短、速率較快的導(dǎo)航電文，由于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)采用猝發(fā)的脈沖形式，衛(wèi)星上的功率放大器在脈沖持續(xù)期間增大輻射功率，提高衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射功率后，以更快的傳輸速率發(fā)播導(dǎo)航電文。

所述的猝發(fā)導(dǎo)航信號(hào)體制，其所述衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)天線，為高增益天線，其增益≥5dBic，以俯仰和方位二維掃描的方式分時(shí)覆蓋天空。

一種所述的導(dǎo)航信號(hào)體制中用戶終端基于猝發(fā)信號(hào)衛(wèi)星的導(dǎo)航定位接收方法，其無(wú)論哪種信號(hào)來(lái)源，從用戶終端的角度看，猝發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航終端接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)是“猝發(fā)”的；猝發(fā)式信號(hào)導(dǎo)航接收機(jī)只能根據(jù)非連續(xù)的斷續(xù)信號(hào)測(cè)量偽距、多普勒頻率，進(jìn)行導(dǎo)航定位解算；包括步驟：

1)偽距提取方法，首先，從接收到的猝發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中提取擴(kuò)頻碼，再采取傳統(tǒng)的串行或并行搜索算法，得到碼相位和多普勒頻率的粗估值；在所得粗估值的基礎(chǔ)上，對(duì)碼相位進(jìn)行精細(xì)細(xì)化處理，得到精細(xì)的碼相位；

2)多普勒頻率提取方法，從粗捕的碼相位或細(xì)化的碼相位出發(fā)，從猝發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中剝離擴(kuò)頻碼，然后利用經(jīng)典譜估計(jì)或現(xiàn)代譜估計(jì)的方法計(jì)算導(dǎo)航信號(hào)的多普勒頻率；