[發明專利]一種生成與播發超寬帶導航信號的系統和方法

在審

• 申請號: 202010839339.6
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111948681A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 蒙艷松;嚴濤;王瑛;邊朗;田野;李天
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37;G01S19/46
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發明一種生成與播發超寬帶導航信號的系統和方法，系統包括：導航衛星星座、地面站、用戶終端；導航衛星星座是由多個軌道面的多顆衛星構成，實現導航衛星星座對地面的四重及以上覆蓋；導航衛星星座中每顆導航衛星與地面站均可建立連接，接收地面站上注的導航電文或者指令，導航衛星上有超寬帶導航信號生成與播發載荷，根據時間頻率基準、地面站上注的導航電文或者指令，在頻譜監測功能控制下，靈活、捷變生成與播發超寬帶導航信號；在有地面指令或自主干擾監測情況下，進行信號捷變，實現主動干擾規避，進一步提升抗干擾能力。

技術領域

本發明涉及一種生成與播發超寬帶導航信號的系統和方法，屬于衛星導航技術領域。

背景技術

全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System,GNSS)應用廣泛，是人們獲取位置和時間信息的重要途徑之一。當前已形成四大GNSS系統的格局，四大GNSS系統為美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的Galileo以及中國的北斗，它們的導航信號全部集中在1.1～1.6GHz的L頻段內，滿足ITU的頻率分配規劃。一方面，為了實現GNSS間的互操作，頻譜有一定重疊，另一方面，為了避免相互間的干擾，要滿足兼容性要求，對GNSS信號的頻譜和功率都有嚴格限制。

具體而言，用于GNSS下行導航信號的L頻段相對集中于1160-1300MHz，1559～1610MHz兩段內，1300～1559MHz則是分配給其他業務使用。由于大部分GNSS信號的帶寬在20.46MHz以內，且為了保持兼容，GNSS信號的落地功率較低(約-160dBW)，導致GNSS信號在抗干擾能力方面存在脆弱性。隨著電磁頻譜環境的日益復雜，有意或者無意干擾的存在，嚴重威脅了GNSS的使用。要提升導航信號的抗干擾能力，最直接的手段就是增加信號帶寬和功率。為了提升抗干擾能力，當前的GPS和北斗衛星導航系統，具有功率增強模式，能夠通過縮小服務區域，提升信號功率20dB以上。

傳統超寬帶信號是利用脈沖沖擊調制，形成擴頻寬帶信號進行信息傳輸。

現有技術的超寬帶定位系統，針對的是地面UWB定位，依賴于地面UWB基站實現，播發的UWB信號通常為傳統的脈沖信號，與現有GNSS信號不兼容。現有技術只能通過一個相對窄帶的直擴信號，在大的帶寬上跳頻，實現等效的超寬帶信號。在同一時間，只使用了一小部分頻率資源，頻譜利用率不高，缺乏靈活性。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服上述現有技術的不足，提供一種生成與播發超寬帶導航信號的系統和方法，GNSS信號頻譜跨越了1.1-1.6GHz，在這500MHz內靈活、捷變生成與播發一個超寬帶導航信號，滿足ITU規定的兼容性，并兼容現有GNSS信號，可有效提升頻譜利用率，提高抗干擾能力。在頻譜監測功能控制下，實現主動干擾規避，進一步提升抗干擾能力。

本發明解決的技術方案為：一種生成與播發超寬帶導航信號的系統，包括：導航衛星星座、地面站、用戶終端；

導航衛星星座是由多個軌道面的多顆衛星構成，實現導航衛星星座對地面的四重及以上覆蓋；

所述導航衛星星座中的導航衛星為中軌衛星或低軌衛星；所述衛星上配備有原子鐘，提供高精度的時間頻率基準；低軌衛星，可以采用GNSS馴服的晶振，提供高精度的時間頻率基準；導航衛星星座中的導航衛星間通過星間鏈路進行連接；

所述導航衛星上能夠配置頻譜監測功能，即對地面干擾信號進行頻譜分析，判斷不同頻段的地面干擾信號強度，不在地面干擾信號強度達到設定的閾值以上的頻段內生成與播發超寬帶導航信號；

導航衛星星座中每顆導航衛星與地面站均可建立連接，接收地面站上注的導航電文或者指令，所述導航衛星上有超寬帶導航信號生成與播發載荷，根據時間頻率基準、地面站上注的導航電文或者指令，在頻譜監測功能控制下，靈活、捷變生成與播發超寬帶導航信號；