[發明專利]多變量時空混沌衛星導航高性能測距碼實現方法和系統

有效

• 申請號: 201611170030.2
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106772476B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 何志彪;肖模艷
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

1.一種多變量時空混沌衛星導航高性能測距碼實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：構建多變量矢量偽隨機碼發生器G；

所述構建多變量矢量偽隨機碼發生器G，G由單個復數狀態矢量X+Yj構成，在I_f+N+|I_b|維線性空間其分量為稱為多變量復數狀態分量，和分別為一系列順序排列且分別相互耦合的狀態分量；i表示多變量復數狀態分量的位置序號，i＝1、2、…、I_f+N+|I_b|，I_f、N為正整數、I_b為負整數，I_f表示前向擴展數，I_b表示后向擴展數；i_x表示多變量復數狀態分量實部分量x的序號，i_y表示多變量復數狀態分量虛部分量y的序號，i_x＝1、2、…、n_x，i_y＝1、2、…、n_y，n_x和n_y分別為狀態分量x和y的數量，前I_f×(n_x+n_y)和后|I_b|×(n_x+n_y)個多變量復數狀態分量記為擴展復數狀態分量，其位置序號分別i∈[1，I_f]和i∈[I_f+N+1，I_f+N+|I_b|]；中間N×(n_x+n_y)個多變量復數狀態分量記為有效復數狀態分量，其位置序號i∈[I_f+1，I_f+N]，有效復數狀態分量和分別構成偽隨機碼發生器G₁、G₂；

步驟2：判斷是否產生sin型測距碼；

若是，則執行下述步驟5；

若否，則執行下述步驟3；

步驟3：判斷是否產生cos型測距碼；

若是，則執行下述步驟5；

若否，則執行下述步驟4；

步驟4：產生sin型和cos型測距碼；

步驟5：擴展復數狀態分量G₀；

步驟6：構建多變量非線性函數；

步驟6中所述構建多變量非線性函數，針對用于sin型測距碼，其具體實現過程是：構建分別作用于有效復數狀態分量實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數，具體為作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數以實部或虛部矢量的一組分量為基礎分別構建一組相同次方或不同次方的含不同參數值的當前位置和偏移位置的sin函數和/或sin復合函數和/或變量，以各sin函數和/或sin復合函數負的非線性強度為權，取實部一部分sin函數和/或sin復合函數或虛部sin函數和/或sin復合函數加權運算得實部或虛部第一函數項，對實部剩余部分的sin函數和/或sin復合函數加權運算得實部第二函數項；以各變量負的非線性強度為權，取實部變量或虛部一部分變量加權運算得實部或虛部第一變量項，對虛部剩余部分的變量加權運算得虛部第二變量項；將第一函數項、第二函數項、第一變量項和第二變量項按預設方式進行包括加、減、乘、除中至少兩種運算的混合運算，再加上對應實常數項，所得多項式即作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數；

步驟6中所述構建多變量非線性函數，針對用于cos型測距碼，其具體實現過程是：構建分別作用于有效復數狀態分量實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數，具體為作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數以實部或虛部矢量的一組分量為基礎分別構建一組相同次方或不同次方的含不同參數值的當前位置和偏移位置的cos函數和/或cos復合函數和/或變量，以各cos函數和/或cos復合函數負的非線性強度為權，取實部一部分cos函數和/或cos復合函數或虛部cos函數和/或cos復合函數加權運算得實部第三函數項或虛部第二函數項，對實部剩余部分的cos函數和/或cos復合函數加權運算得實部第四函數項；以各變量負的非線性強度為權，取實部變量或虛部一部分變量加權運算得實部第二變量項或虛部第三變量項，將虛部剩余部分變量加權運算得虛部第四變量項；將第二函數項、第三函數項、第四函數項、第二變量項、第三變量項和第四變量項按預設方式進行包括加、減、乘、除中至少兩種運算的混合運算，再加上對應實常數項，所得多項式即作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數；

步驟6中所述構建多變量非線性函數，針對用于sin型測距碼和cos型測距碼，其具體實現過程是：構建分別作用于有效復數狀態分量實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數，具體為作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數以實部或虛部矢量的一組分量為基礎分別構建一組相同次方或不同次方的含不同參數值的當前位置和偏移位置的sin或cos函數和/或sin或cos復合函數和/或變量，以各sin或cos函數和/或sin或cos復合函數負的非線性強度為權，取實部一部分sin或cos函數和/或sin或cos復合函數或虛部sin或cos函數和/或sin或cos復合函數加權運算得實部第五函數項或虛部第三函數項，對實部剩余部分的sin或cos函數和/或sin或cos復合函數加權運算得實部第六函數項；以各變量負的非線性強度為權，取實部變量或虛部一部分變量加權運算得實部第三變量項或虛部第五變量項，對虛部剩余部分的變量加權運算得虛部第六變量項；將第三函數項、第五函數項、第六函數項、第三變量項、第五變量項和第六變量項按預設方式進行包括加、減、乘、除中至少兩種運算的混合運算，再加上對應實常數項，所得多項式即作用于實部或虛部當前位置和偏移位置當前狀態值的非線性函數；

步驟6中，多變量非線性函數以多變量復數狀態分量實部或虛部的一組分量為基礎分別構建一組相同次方或不同次方的含有不同參數值的當前位置和偏移位置的函數和/或復合函數和/或變量、作為每個函數和/或復合函數和/或變量權值的非線性強度和實常數構成的多項式，其中函數和/或復合函數包含的參數為工作頻率、函數的次方、函數的幅度值、函數的相位值、位置序號、位置偏移量、狀態平移量，變量包含的參數為變量的次方、位置序號、位置偏移量、狀態平移量，參數中實數精度為10^-5，多變量非線性函數中以非線性強度為權值的函數和/或復合函數和/或變量之間進行①和②運算，其中①為加、減、乘或除的運算，②為預設混合運算；

步驟7：參數初始化及采用偽隨機數序列或由不同實數構成的實數序列初始化G中有效復數狀態分量和G₀中擴展復數狀態分量的狀態值；

步驟8：取G中有效復數狀態分量，通過狀態迭代產生隨時間分布的復數偽隨機數序列；

步驟9：判斷G中有效復數狀態分量是否取完；

若是，則執行下述步驟10；

若否，則改變擴展分量狀態值，并回轉執行步驟8；

步驟10：分別取G中實部偽隨機數和虛部偽隨機數；

步驟11：將實部偽隨機數和虛部偽隨機數二值化并進行模二和，獲得高性能測距碼。