[發明專利]一種復合載波導航信號的生成方法

有效

• 申請號: 201410062413.2
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103869335A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 徐穎;袁超;張曉光;李子申;羅瑞丹;羅曉燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/44
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 仇蕾安;付雷杰

技術領域

本發明屬于導航信號體制技術，尤其涉及一種復合載波導航信號的生成方法。

背景技術

全球衛星導航系統(Global?Navigation?Satellite?System，GNSS)作為信息時代同家的基礎設施，能夠給全球范圍內的海陸空用戶提供全天候、連續精確的位置、速度和時間信息。目前，世界上已有多個國家相繼建設了具有自主知識產權的衛星導航系統，并對系統進行不斷的升級和完善。為滿足更多應用場景需求，如：都市峽谷、深林、高架路等，以及日益多元化的用戶需求，如：大地測量、航天測量、精細打擊等，輔助衛星導航系統的地面導航增強系統應運而生。

導航信號體制作為導航系統技術體制的重要組成部分之一，是協調導航系統各組成部分的樞紐，其成效不但直接影響到導航系統建設，諸如：系統建設復雜度、配套基礎設施、接收機設計等；更進一步影響到導航系統的精度和性能，諸如：PNT(Position，Navigation&Time，定位，導航及授時)精度、抗多徑性能、抗窄帶干擾性能、兼容性、互操作性等。可見，導航信號體制的性能直接影響到導航系統的先天性能。

目前，現有的導航信號體制主要包括C/A碼、P碼、BOC、MBOC、AltBOC等，關于導航信號體制的設計理念日益成熟和完善。然而，從最初的C/A碼和P碼，到隨后出現的BOC調制信號，再到后期延伸出的AltBOC和MBOC調制信號，信號頻譜實現了分離，在避免同頻帶信號間干擾的同時增大的頻率利用率，抑制了信號多徑誤差，減少了信號間相干損耗，增強了信號的抗干擾能力，提高了偽碼測距精度等。總之，導航信號的后期發展趨向于多頻譜分離和高頻譜利用，而隨之帶來的信號體制性能改善和提高也日益凸顯。

目前地面導航增強系統的發展方興未艾，各種地面信息輔助系統，諸如：移動基站、WLAN、Zigbee、傳感器等，也紛紛應用于導航增強系統，大量而多樣的數據信息需要實現交互融合，這就要求導航信號體制在性質上能夠兼容以上多源化信息，在結構上能夠根據信息源靈活配置，在生成實現上盡量簡單穩定。

總之，現有衛星導航信號體制的發展趨勢，以及地面導航增強系統的多元化需求，使得現有導航信號體制的應用存在很大的局限性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供種復合載波導航信號的生成方法，克服了已有導航信號體制的局限性，改善和提高了導航信號的性能和精度，滿足了地面導航增強系統日益多元化的需求。

本發明的復合載波導航信號的生成方法包括：

步驟1，對所用測距通道的帶寬進行頻率分配，分配出M路子載波以及M路子載波對應的頻點和帶寬；

步驟2，通過編碼器在所述M路子載波的每個測距通道的單頻點上對導航數據源進行編碼，形成M路二進制數據碼流；

步驟3，在擴頻序列驅動時鐘的驅動下，各個擴頻序列發生器對所述M路二進制數據碼流進行擴頻調制，生成M個高速二進制擴頻碼序列，然后通過M個模二加法器對所述M個高速二進制擴頻碼序列進行模二加，獲得M路擴頻調制后的子載波純基帶信號；

步驟4，在子載波頻率驅動脈沖的驅動下，M個數控振蕩器將所述多M路擴頻調制后的子載波純基帶信號進行子載波頻點調制，形成M路不同頻率的子載波；

步驟5，對復合載波導航信號功率進行單子載波分配，通過M個功率控制器調整所述M路不同頻率的子載波功率，形成M路不同或相同功率的子載波信號；

步驟6，對所述步驟5生成的M路子載波進行合路疊加處理，將合路信號作為復合載波基帶信號；

步驟7，通過射頻振蕩器對所述復合載波基帶信號進行上變頻，形成復合載波導航信號；

進一步的，所述復合載波導航信號的基帶表達式為：

其中，M為子載波數目；m∈[1，M]為子載波編號；4_m表示第m個子載波信號的幅度；C_m表示第m個子載波上調制的偽隨機碼；D_m表示第m個子載波上調制的導航數據；f₀表示起始頻率；Δf_m為第m個子載波頻率與起始頻率間的頻率偏置；為第m個子載波信號的載波初相。

進一步的，所述不同頻率的子載波采用不同或者相同的擴頻碼，所述不同頻率的子載波頻點為相應偽碼速率的整數倍。

本發明的有益效果在于：