[發明專利]一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的方法及系統

在審

• 申請號: 202110160370.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112965089A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 杜江;鄧填棣;董健;羅袁君
• 申請（專利權）人: 重慶兩江衛星移動通信有限公司
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/26
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了在低軌星播發融合導航信號的場景下，一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的方法，經過以下步驟：接收信號、處理信號、獲取最優多普勒頻偏估計值、頻偏補償、相位補償和數據解調，最終獲得高精度通導一體衛星信號；對此對應的一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的系統，包括信號接收模塊、信號處理模塊、精度比較模塊、數據補償模塊、載波同步模塊和數據解調模塊，運用該通導一體低軌衛星高精度信號獲取系統，在短時隙播發的導航信號條件下也能捕獲到高精度的通導一體信號，獲得1Hz以內的多普勒測量精度，并輸出高精度1PPS同步信號。

技術領域

本發明涉及低軌衛星通信與定位技術領域，具體涉及一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的方法及系統。

背景技術

低軌衛星的通信技術和定位技術是衛星應用的重要領域，隨著衛星定位技術的迅速發展，其在軍用和民用領域的重要性也越來越大。因此，實現對特定低軌衛星的定位具有重要意義。

相比全球導航定位系統，單星多普勒定位具有較強的環境適應性，應用更為靈活且部署簡單，在諸多方面具有獨特的優勢。單星多普勒定位的原理是，當低軌衛星播發功率較高的導航增強數據信號時，地面接收終端利用接收到的數據信號(如偽距、頻率、載波相位等)進行數據信號來源跟蹤測量，從而實現單星定位。地面信號接收終端的定位精確度取決于該終端對接收到的數據信號的測量精度。

在傳統的通信導航信號融合系統(通信和導航定位雙功能)中，一般通過時分、相分、碼分或者頻分的方式播放通信和導航增強信號，如通導一體低軌衛星通常采用時分方式播發通信和導航增強信號。

然而，在時隙中播發的導航增強信號中，由于信號時隙較短，地面終端接收信號時，在通信時隙中的信號調制信息未知情況下，很難在該短時隙突發式信號條件下捕獲信號并跟蹤收斂獲取高精度的頻率/載波相位等測量結果，從而導致后續解算定位精度、1PPS授時精度差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：地面信號接收終端在短時隙突發式信號條件下，很難捕獲高精度的通導一體信號。目的在于提供一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的方法和系統，實現地面信號接收終端在短時隙突發信號條件下，也能捕獲到高精度的通導一體信號，從而保證后續解算定位精度、1PPS授時精度高。

本發明提出在低軌衛星播發融合導航信號的場景下，衛星載荷端播發通導一體信號和獨立頻點導航信號，地面接收終端同時接收通導一體信號和獨立頻點導航信號，并利用獨立頻點導航信號測量出通導一體信號所需精度的多普勒信息，同時輸出高精度1PPS同步信號，并傳遞給通導一體導航信號進行處理。

本發明通過下述技術方案實現：

一種獲取通導一體低軌衛星高精度信號的方法，包括以下步驟：

步驟1：接收同顆低軌衛星播發的獨立導航頻點信號和通導一體頻點信號；

步驟2：對所述獨立導航頻點信號進行處理，得到高精度載波多普勒頻偏測量值和碼相位測量值；

步驟3：對所述通導一體頻點信號進行處理，得到載波多普勒頻偏精估計值；

步驟4：將所述高精度載波多普勒頻偏測量值與所述多普勒頻偏精估計值進行精度比較，挑選出最優多普勒頻偏估計值；

步驟5：利用所述最優多普勒頻偏估計值補償所述載波多普勒頻偏精估計值，得到補償信號；

步驟6：對所述補償信號與本地標稱信號進行快速載波同步，得到同步信號；

步驟7：對所述同步信號進行解調，得到高精度通導一體衛星信號和符號數據。