[发明专利]中短波扩频无线电导航定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线电领域，具体涉及中短波扩频无线电导航定位领域。

背景技术

随着科学技术水平的发展，无线电导航系统亦更多地出现在人们的日常生活中。现有的无线电导航系统主要分为两种；一种是卫星导航系统，如GPS、GLONASS、GALILEO；另一种是脉冲式无线电导航系统，如罗兰C、台卡、欧米伽。卫星导航系统信号非常弱，易受商用甚高频无线电和超视距雷达等信号的干扰，而且其区域导航定位精度不高，系统建设费用高，卫星本身易受威胁且地面监控系统庞大；脉冲式无线电导航系统，其抗干扰能力、保密性能和定位精度均较低，而且脉冲式无线电导航系统的定位精度还受距离的控制，不能同时满足高精度和远距离的应用需要。由此得出，现有的无线电导航系统存在着抗干扰能力差、保密性弱和测量精度低的缺点。

发明内容

本发明为了解决现有的无线电导航系统存在着抗干扰能力差、保密性弱和测量精度低的缺点，而提出了中短波扩频无线电导航定位系统。

中短波扩频无线电导航系统由分布在N个不同的已知位置的发射基站和导航接收机组成，其中N≥4；所述的发射基站由信息编码器1、调制装置2、滤波器3和功率放大器4组成；导航接收机由前置放大器5、射频处理模块6、捕获跟踪装置7、观测量提取模块8、信息解调器9和位置解算模块10组成；信息编码器1将解码后的信息数据d(t)发送到调制装置2中；

调制装置2由扩频调制器2-1、PN码发生器2-2、载波调制器2-3、载波发生器2-4组成；信息编码器1将信息数据以速率为f_d的二进制数据流形式d(t)发送到扩频调制器2-1，扩频调制器2-1接收PN码发生器2-2所发出的速率为f_c的伪随机序列PN(t)对解码后的信息数据d(t)进行调制，伪随机序列PN(t)为码长是L的二进制序列，其中解码后的信息数据d(t)和伪随机序列PN(t)的码元宽度关系为：

T_d＝nLT_c

其中T_d为解码后的信息数据d(t)的宽度；T_c为伪随机序列PN(t)中的一个码片宽度；n为伪随机序列PN(t)中码片的周期个数；扩频调制器2-1输出信号d(t)PN(t)传输到载波调制器2-3中；载波调制器2-3接收载波发生器2-4发出的功率为P、频率为ω_l的载波信号对信号d(t)PN(t)进行载波调制，形成的模拟信号为：

S(t)=2pd(t)PN(t)cosωlt]]>

调制后得到的模拟信号经过滤波器3和功率放大器4形成无线电波向外连续辐射，为导航接收机提供导航信息；导航接收机的接收天线收到的N个无线电波传输到前置放大器5进行放大，将放大后的信号通过射频处理模块6变频为中频信号，传输到捕获跟踪装置7中，观测量提取模块8和信息解调器9分别提取和检验捕获跟踪装置7中的信息数据，传输到位置解算模块10中完成位置解算。

本发明位置解算模块10通过观测量提取模块8提取得到两两的发射基站跟踪信号之间的时间差τ_ij，由于各发射基站的发射信号是严格同步的，并且所采用的伪码序列的周期乘以传播速度远远大于各发射基站到导航接收机的距离，所以得到的时间差与导航接收机到两发射基站的距离差关系就简单的为：τ_ij*c＝d_i-d_j，c为光速；得到三组距离差ρ₁₂、ρ₂₃、ρ₃₁，并同时通过信息解调器9解调N个发射基站的位置信息，就可解算出导航接收机位置信息(x_u，y_u，z_u)：