[发明专利]利用卫星对目标进行通信和定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，尤其涉及一种利用卫星对目标进行通信和定位的方法。

背景技术

对目标定位，以及把定位信息、时间信息以及其它测量数据等信息及时收集起来，是众多领域迫切需要解决的课题。如海洋浮标测量数据回传、对危险品车辆行进状态的监控、飞行器轨迹的实时监测、科考人员野外考察活动行踪的控制、渔船安全生产管理以及对登山运动员的活动指导，这些领域均需要有一种可对目标进行定位，又可以把定位和时间等多种信息回传至控制中心的传输系统。其中能在广域范围内很好地实现这一功能的是卫星通信定位系统，国外有Argos、COSPAS-SARSAT等，中国有BD-1、CAPS等系统。这些系统都需要有一个卫星定位系统实现定位功能，又需要有一个通信传输系统实现信息传输功能。

是否还能构建更简单的系统，在通信的过程中就能够实现对目标的定位呢？

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用卫星对目标进行通信和定位的方法，以实现在通信的过程中对目标进行定位。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种利用卫星对目标进行通信和定位的方法，该方法包括：

在目标上装置一至少具有发射功能的微小型终端，该微小型终端具有微小型天线、基带设备、变频设备和接口设备；

微小型终端上的基带设备将收集的测量数据信息扩频调制后，通过微小型天线向多个卫星发射，扩频调制信号经卫星转发后向地面中心站广播；

安装有大口径天线的地面中心站接收多个卫星的下行信号，经低噪声放大、下变频、解扩解调解码，测量得到微小型终端经卫星至地面中心站天线之间的伪距；

根据测量的伪距，计算得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位。

上述方案中，所述根据测量的伪距，计算得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位包括：在卫星转发器时延已知的情况下，测得微小型终端经四颗卫星至地面中心站天线之间的四段伪距，然后求解测量方程组，得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位。

上述方案中，所述根据测量的伪距，计算得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位包括：若目标在海面上，高度已知，则通过测得微小型终端经三颗卫星至地面中心站天线之间的三段伪距，然后求解测量方程组，得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位。

上述方案中，所述根据测量的伪距，计算得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位包括：若卫星转发器时延未知，则须有两个地面站上的天线同时接收，通过位于两个地面站的两面天线同时接收经一颗卫星传输的信号，消去这颗卫星上的转发器时延的影响后，再通过经四颗卫星的消除了转发器时延的四段伪距，求解测量方程组得到目标的三维坐标值和微小型终端上的时钟偏差，实现对目标的通信和定位。

上述方案中，所述微小型终端具有的微小型天线，采用宽波束赋形波束天线，且该微小型终端功放功率小。

上述方案中，该方法中利用的多个卫星具有同一频段，该多个卫星之间具有一定的间隔距离，且该间隔距离越大越好。

上述方案中，该方法中测量微小型终端经卫星至地面中心站天线之间的伪距，采用伪码相关技术，或者采用载波相位测量技术。

上述方案中，所述地面中心站安装的大口径天线，口径在9米至16米范围内，可视仰角在5度以上。

上述方案中，所述微小型终端采用扩频通信方式，信息传输速率为低信息速率，扩频码分公码和个码两种，公码用于捕获，个码用于跟踪，在捕获和跟踪时，均可实现测距。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的这种利用卫星对目标进行通信和定位的方法，是通过在目标上装置微小型终端，当该微小型终端将收集的测量数据等信息，通过扩频调制后向卫星发射，经卫星转发后，由地面中心站接收，地面站接收的信号经解扩解调解码后，在得到传输信息的同时，也测得了终端经不同卫星至地面站大天线的伪距和伪距差，通过解伪距或伪距差测量方程就可以求得目标的三维坐标位置，实现了在通信的过程中对目标进行定位。

2、本发明提供的这种利用卫星对目标进行通信和定位的方法，特别适用于对海洋浮标测量数据的收集和对浮标位置的定位；对车辆运行管理特别是危险品车辆实行监测和监控等领域，也有较广泛的应用价值。