[發明專利]基于MSK擴頻調制模式的相參偽碼測距方法

有效

• 申請號: 201310526918.5
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103533651A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 折衛東;喻娜;程皓;蘇瑩;余擎陽
• 申請（專利權）人: 成都航天通信設備有限責任公司
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04L27/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本發明涉及通信技術領域，特別是一種基于MSK擴頻調制模式的相參偽碼測距方法。

背景技術

傳統的無線電測距方法主要有：偽碼測距、連續波測距、調頻測距、脈沖測距和多音相位測距。

在傳統的測距方法中，到達時間法應用很廣泛，通過測量電波到達天線的時延來估計距離。因為電波在空氣中的傳播速度是恒定的，因此只要獲得時延值，就可以得到測量距離。

測距系統采用測距機和應答機，測距機發射當測距機發射的測距信號經過發射通道傳輸，空間傳輸，應答機響應，接收通道接收回應答機的應答信號，應答信號與測距信號雖然內容完全一致，但是兩者已經出現了時間差，通過時間差來測算距離。測距機接收應答機返回的應答幀，同樣完成載波同步，碼元同步，解擴，解調，完成應答幀信息提取。

偽碼測距具有很強的抗干擾能力，良好的低截獲特性，受到廣泛關注。影響偽碼測距精度的因素有：偽隨機碼的碼片寬度，跟蹤偽碼相位的準確度以及突發測距的時間。偽碼測距受到處理芯片采樣率、碼片長度、信號帶寬的限制，若采樣率提高會大大增加硬件成本，若選用的擴頻碼過長，會增加信號計算的難度和延長信息處理時間，若提高碼片速率則需要增加信號帶寬，因此，在傳統的方法中，不能做到既長距離又高精度的測距。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決現有技術存在的問題，提供一種不增加帶寬、不改變原信息速率、擴頻碼元速率基于MSK擴頻調制模式的相參偽碼測距方法實現長距離高精度的測量。

為了實現上述目的，基于MSK擴頻調制模式的相參偽碼測距方法，包括以下步驟，

步驟一、測距機將基帶測距偽碼與通信信息碼一起組幀打包成為測距幀；

步驟二、測距幀信號通過擴頻碼擴頻，MSK調制，測距機完成測距幀的發送；

步驟三、應答機接收到測距幀后完成載波跟蹤、MSK解調、解擴、碼元同步，提取測距幀信息，同時根據碼元同步的相位鎖定過程提取測距幀的同步時鐘，完成時鐘再生；

步驟四、應答機應用再生的時鐘發送應答幀，應答幀的內容與測距幀的內容一致，發送的應答幀通過擴頻碼擴頻、MSK調制，完成應答幀的發送；

步驟五、測距機接收應答機返回的應答幀，完成載波跟蹤、MSK解調、解擴、碼元同步，提取應答幀信息，完成接收再生時鐘；

步驟六、根據步驟五接收到的信息與步驟一組幀前的信息進行相位比對，計算距離差。

優選地，步驟一中的基帶測距偽碼嵌在通信信息碼之后，基帶測距偽碼前后都有保護位。

優選地，MSK調制采用預編碼正交調制方式，MSK解調采用正交解調方法。

優選地，正交解調方法包括以下步驟：

步驟一、中頻信號經過數字正交下變頻模塊；

步驟二、正交信號分別經過低通濾波器，形成I路、Q路基帶信號；

步驟三、根據I路、Q路基帶信號計算出信號的瞬時相位與頻差，完成解調。

優選地，上述步驟六計算距離差過程包括以下步驟，

步驟一、解調出的基帶偽碼與本地基帶偽碼匹配濾波，通過匹配相關計算出相關峰相對于測距幀的相關峰的延遲計數，計算出碼片整周期的偽碼延遲值的T1，完成第一次粗測量。

步驟二、通過碼元同步，判決出每個擴頻碼片的最佳采樣點，通過最佳采樣點采樣判決出擴頻碼，與本地擴頻碼匹配相關，通過匹配相關計算出相關峰相對于發射的測距幀的相關峰的延遲計數，計算出碼片整周期的偽碼延遲值T2，完成第二次粗測量。

步驟三、通過碼元同步鎖相計算出測距機接收的應答幀擴頻碼相位相對于測距機發送的測距幀的擴頻碼相位的延遲值T3，完成精測量。

步驟四、根據L=1/(T1+T2+T3-T_dly)計算出實際距離值，其中T_dly為整個信號在物理信道中傳輸的延遲值和信號處理時延。

優選地，其中步驟三和步驟五所述的碼元同步中包括濾波方法，所述濾波方法包括以下步驟：

步驟一、檢測到連續的超前或滯后脈沖時，隨機徘徊濾波器工作；

步驟二、當繼續檢測到連續的超前或滯后脈沖時，調整脈沖直接通過兩個與門輸出；

步驟三、檢測到零星的隨機出現的超前或滯后脈沖時，脈沖使觸發器置零，關閉兩個與門。