[發(fā)明專利]多變量時空混沌衛(wèi)星導(dǎo)航高性能測距碼實現(xiàn)方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611170030.2
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106772476B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何志彪;肖模艷
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G01S19/30
• 分類號: G01S19/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魏波

本發(fā)明公開了一種多變量時空混沌衛(wèi)星導(dǎo)航高性能測距碼實現(xiàn)方法和系統(tǒng)，本發(fā)明構(gòu)建了多變量矢量偽隨機碼發(fā)生器，首先，對多變量復(fù)數(shù)狀態(tài)矢量實部和虛部各分量的當前位置和偏移位置的當前狀態(tài)值分別采用含不同參數(shù)值的多組非線性函數(shù)進行作用，分別以擴散系數(shù)為權(quán)值進行加、減、乘、或除的混合運算，經(jīng)過狀態(tài)迭代產(chǎn)生隨時間分布的復(fù)數(shù)偽隨機數(shù)序列，其次從實部和虛部相關(guān)分量抽頭提取實數(shù)偽隨機數(shù)序列，二值化并模二和得到所需高性能測距碼。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，也可用于各種測距系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、廣電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體為多變量時空混沌衛(wèi)星導(dǎo)航高性能測距碼實現(xiàn)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前世界上四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國的GPS(Global Positioning System)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、俄羅斯的GLONASS(Global Navigation Satellite System)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、歐盟的Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和中國的北斗(BeiDou)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。除GLONASS采用頻分多址(FDMA，F(xiàn)requency Division Multiple Access)通信方式外，其余衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)均采用碼分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)通信方式。它們所采用的測距碼分為民用粗測碼和軍用精密碼兩類，使用粗測碼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)能進行目標粗定位，而使用精密碼的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可進行目標高精度定位。

當前衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的測距碼是采用線性法使用簡單初級的二進制偽隨機碼發(fā)生器用一個或幾個一定級數(shù)線性反饋移位寄存器先通過一段短二值序列對寄存器初始化，然后由寄存器移位產(chǎn)生，這種方法產(chǎn)生的測距碼普遍存在復(fù)雜度低、安全性差、碼長固定且較短、碼數(shù)量有限等缺點，且移位寄存器還需要承擔線性反饋和衛(wèi)星相位分配工作，又使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

另一種是現(xiàn)有文獻上討論的實數(shù)偽隨機碼發(fā)生器，它是通過非線性方法，由時空混沌單向耦合映象格子模型構(gòu)建實數(shù)偽隨機碼發(fā)生器先用同一實數(shù)對格點變量狀態(tài)初始化，然后在非線性映射動力學(xué)函數(shù)(簡稱“非線性函數(shù)”)作用下產(chǎn)生隨時間狀態(tài)分布的實數(shù)偽隨機數(shù)，再經(jīng)相關(guān)格點變量抽頭獲取該格點變量時間狀態(tài)分布值，并輸出實數(shù)偽隨機數(shù)，二值化并模二和為測距碼。非線性函數(shù)一般取f(x)＝-δx²+1,δ為非線性強度，它由非線性強度、變量、變量的次方和整常數(shù)項組成，非線性強度、變量、變量的次方和常數(shù)項稱為非線性函數(shù)的參數(shù)。實數(shù)偽隨機碼發(fā)生器可以克服目前二進制偽隨機碼發(fā)生器產(chǎn)生的測距碼碼長固定且較短和碼數(shù)量有限的缺點，但是由于采用一種非線性函數(shù)且一般為二次方函數(shù)作用，其中非線性函數(shù)由非線性強度、變量、整常數(shù)構(gòu)成，實數(shù)精度為10^-2，使產(chǎn)生的測距碼復(fù)雜度不高、安全性不強，且使用空間格點數(shù)過多，每一格點狀態(tài)變量一次只產(chǎn)生一種實數(shù)偽隨機數(shù)。

此外，現(xiàn)有專利討論了復(fù)數(shù)偽隨機碼發(fā)生器和矢量偽隨機碼發(fā)生器產(chǎn)生衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)高性能測距碼實現(xiàn)技術(shù)，它們都是采用非線性方法通過以單變量為基礎(chǔ)構(gòu)建含有不同參數(shù)的函數(shù)、復(fù)合函數(shù)或變量，使用多組非線性函數(shù)作用于狀態(tài)變量或分量的當前位置和偏移位置的當前狀態(tài)值，使其產(chǎn)生隨時間狀態(tài)分布的復(fù)數(shù)偽隨機數(shù)，再由實部和虛部相關(guān)變量或分量抽頭輸出實數(shù)偽隨機數(shù)并模二化得導(dǎo)航衛(wèi)星測距碼，該技術(shù)可以全面解決二進制偽隨機碼發(fā)生器和實數(shù)偽隨機碼發(fā)生器產(chǎn)生的導(dǎo)航衛(wèi)星測距碼存在的所有技術(shù)缺陷，全面提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測距碼性能。但是這種技術(shù)是采用單變量為基礎(chǔ)實現(xiàn)，還不能滿足產(chǎn)生復(fù)雜度更高衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測距碼技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可全面提升導(dǎo)航衛(wèi)星測距碼復(fù)雜度的多變量時空混沌衛(wèi)星導(dǎo)航高性能測距碼實現(xiàn)方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種多變量時空混沌衛(wèi)星導(dǎo)航高性能測距碼實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建多變量矢量偽隨機碼發(fā)生器G；

步驟2：判斷是否產(chǎn)生sin型測距碼；