[發明專利]一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統

有效

• 申請號: 201710696096.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107607907B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 袁洪;羅瑞丹;徐穎;歐陽光洲;袁超;唐陽陽;袁杰;汪建明
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;G01S5/14;G01S5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉芳;仇蕾安

本發明一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，包括天基非導航衛星/星座、地面基準站網絡及用戶終端，其中地面基準站網絡由多個已知坐標位置的監測基準站、站間通信網絡和數據處理中心構成；用戶終端，偵聽天基非導航衛星下行無線電信號并經由站間通信網絡發送給數據處理中心；監測基準站，用于偵聽天基非導航衛星下行的無線電信號并經由站間通信網絡發送給數據處理中心；數據處理中心，根據監測基準站發送的信號，構建時延特征時空分布模型，可依據模型解算天基非導航衛星位置；根據用戶終端發送的信號，基于時延特征時空分布模型，匹配/解算用戶終端的位置，實現定位導航。該系統具備抗干擾能力強、抗毀頑存、低成本易部署等優勢特點。

技術領域

本發明屬于無線電導航通信技術領域，具體涉及一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統。

背景技術

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)，作為星基無線電導航系統，致力于全球域、全天候、全天時地為軍/民用戶提供高精度/可靠的定位、導航和授時(Position,Navigation and Time,PNT)功能。廣泛而有效的革新式應用滲透至國民經濟各個領域，并發揮著舉足輕重的作用。

信息技術的迅猛發展，以及基于位置服務的興起，不斷拓展著GNSS系統的應用領域，同時，也對系統提出更高的性能和精度要求。GNSS基于戰略與經濟的考慮，先后啟動系統升級，諸如：美國GPS現代化、俄羅斯GLONASS系統復興、歐洲Galileo系統建設以及中國北斗全球域建設等。

衛星導航系統至此已發展十分成熟，然而，成功的產業推廣和技術應用反使系統的局限和不足暴漏無遺。衛星導航星座/信號透明公開，戰時易受敵方反衛武器攻擊，抗打擊/摧毀能力弱；其次，星上資源短缺導致信號功率微弱(信號先天脆弱性)，對地形遮擋/物理阻隔敏感，導致服務存在“陰影區”，特別地，無法有效對抗戰時敵方電磁干擾，致使系統服務性能嚴重下降，甚至無法工作。

而非衛星導航手段，諸如：陸基長波長河(羅蘭-C)系統、各軍兵種配置的慣性導航手段、伏爾/塔康飛機引導系統，以及正在進行試驗驗證的脈沖星/星圖導航系統、地磁匹配導航系統、重力匹配導航系統、偽衛星導航系統等。上述系統/手段盡管能夠滿足某一種或多種特定場景定位導航需求，但受自身資源、定位原理或實現技術等局限，均存在某種缺陷與不足，無法滿足復雜場景應用或者個性化服務需求，成為可替代北斗系統的普適定位導航手段。

因此，目前十分有必要探索新型定位導航授時手段，特別是北斗拒止情況下的新體制新機理定位導航技術。

地球空間內分布著大量的通信衛星、遙感衛星、海洋衛星等，衛星平臺資源豐富，且該載荷平臺信號落地功率強、星座覆蓋范圍大、信號格式特征明顯等，可作為定位導航應用的潛在信號源，深入探索研究，可為定位導航服務提供新的實現途徑。

發明內容

有鑒于此，本發明為彌補現有衛星導航定位系統星座/信號透明性及脆弱性等缺陷，保障復雜場景(物理遮擋、電磁干擾、故意式打擊/對抗等)下局域/熱點應急導航定位授時服務需求，提出了一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，該系統具備抗干擾能力強、抗毀頑存、低成本易部署等優勢特點。

實現本發明的技術方案如下：

一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，包括天基非導航衛星/星座、地面基準站網絡及用戶終端，其中所述地面基準站網絡由多個已知坐標位置的監測基準站、通信網絡和數據處理中心構成，

所述用戶終端，偵聽天基非導航衛星下行的無線電信號并經由通信網絡發送給數據處理中心；

所述監測基準站，用于偵聽天基非導航衛星下行的無線電信號并經由通信網絡發送給數據處理中心；