[發明專利]一種高精度短突發信號的測距方法和裝置

有效

• 申請號: 202210035067.3
• 申請日: 2022-01-13
• 公開（公告）號: CN114355323B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 黃新明;李井源;劉增軍;張可;陳雷;趙鑫;張鵬程;侯林源;孫廣富;王飛雪
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02;G01S19/42
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 李娜

本發明公開一種高精度短突發信號的測距方法和裝置，包括以下步驟：步驟1、中心站根據用戶終端發送的入站信號，得到入站時刻；步驟2、中心站提取入站信號中的出站時間標志位，同時根據所述出站時間標志位，得到出站時刻；步驟3、中心站根據入站時刻與出站時刻，得到雙向測量時延；步驟4、中心站根據雙向測量時延，利用時差測量實現測。采用本發明的技術方案，對低載噪比條件下的短突發信號進行高精度測距，滿足所需的測距精度。

技術領域

本發明屬于衛星導航技術領域，尤其涉及一種高精度短突發信號的測距方法和裝置。

背景技術

我國自主建設的北斗衛星導航定位系統兼具RDSS(Radio?DeterminationSatellite?Service,衛星無線電定位業務)和衛星無線電導航業務(Radio?NavigationSatellite?Service,RNSS)。RDSS是其中的重要組成部分，其工作原理為，主控站通過多顆GEO衛星向各類RDSS用戶機廣播出站信號，用戶機通過GEO衛星向主控站發送入站信號。主控站接收入站信號后，進行信息解調、偽距計算和定位解算，然后再將定位結果返回給用戶機。入站信號是典型的短突發信號，其高精度測距是影響地面段用戶可獲得的服務質量的主要因素。

針對導航信號的高靈敏度接收，高精度測距的通用方法是環路法，通過加長相關積分的長度，獲得足夠的載噪比以達到所需的測距精度。若信號是短突發信號，采用環路法一方面可能會限制積分時長，影響高精度測距，另一方面，收斂時間長，影響后續測量。為了滿足短突發入站信號的高精度測距，需要探索新的測距方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種高精度短突發信號的測距方法和裝置，對低載噪比條件下的短突發信號進行高精度測距，滿足所需的測距精度。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種高精度短突發信號的測距方法，包括以下步驟：

步驟1、中心站根據用戶終端發送的入站信號，得到入站時刻；

步驟2、中心站提取入站信號中的出站時間標志位，同時根據所述出站時間標志位，得到出站時刻；

步驟3、中心站根據入站時刻與出站時刻，得到雙向測量時延；

步驟4、中心站根據雙向測量時延，利用時差測量實現測距。

作為優選，入站時刻計算如下：設周內秒為S、秒內采樣點數為L，采樣率為F_s，采樣點內時延估計值為則入站時刻為：

作為優選，步驟1中，采用基于多相關器的多項式擬合測量方式，通過多個相關器輸出的相關值進行擬合處理，得到找相關值最大點處的時延估計值

作為優選，所述出站時刻計算如下：設接收到的信號的分幀號為N₁，一個分幀的時間間隔為t_分幀，則出站時刻為：t_出站＝t_分幀×N₁；

所述雙向時延計算為：t_雙向＝t_入站-t_出站。

作為優選，步驟2中，以每秒的分幀號作為出站時間標志位，當用戶終端收到出站信號后，在預定一個分幀起始時刻發射入站信號，并將此時的分幀號作為出站時間標志位寫入入站信息；中心站接收到入站信號后，將出站時間標志位提取出來，根據分幀號計算出站時刻。

本發明提供一種高精度短突發信號的測距裝置，包括：周內秒計數器、秒內采樣點計數器、采樣點內時延值測量器、出站時刻計算器、雙向時延計算器和測距模塊；其中，