[发明专利]一种猝发式的导航信号体制与接收方法

权利要求书

1.一种猝发式的导航信号体制，其特征在于，包括：

A)信号播发载体是导航卫星、空间气球或飞艇；

B)导航信号来源于：

a)直发式导航卫星本身广播的猝发式导航信标；

b)转发式卫星导航系统地面站向卫星上行再通过卫星转发的猝发式卫星导航信标；

c)敌方对我方导航卫星发播的连续导航信号进行间歇式干扰时，干扰间歇期间接收机接收到的“片断干净”的卫星导航信号；

d)敌方对我方导航卫星发播的连续导航信号进行连续干扰时，接收机通过旋转卫星导航信号天线，当天线对准导航卫星瞬间，接收到的具有较好信干比的猝发卫星导航信号；

C)用户终端：

使用高增益的天线，以俯仰和方位二维扫描的方式分时覆盖天空，对于高增益天线指向范围内的卫星，具有天线增益所赋予的附加的信号干扰比优势，从而达到抗干扰的效果；这种抗干扰方式回避了传统的空域抗干扰措施中的大面积相控阵天线问题，也便于同时实施时频域抗干扰措施，易于设置在较小和高机动的武器平台上，造价低、可靠性高。

2.如权利要求1所述的猝发导航信号体制，其特征在于，所述猝发式的导航信号，或称为“脉冲”式的，其信号脉冲的持续时间在10毫秒到1秒左右之间；对直发式卫星导航系统，这种信号体制为在导航卫星上实现导航信号区域增强提供了另一种可能的途径：卫星导航信号采用猝发的脉冲形式，卫星上的功率放大器仅需在脉冲持续期间增大辐射功率，当猝发信号的占空比较低时。

3.如权利要求1所述的猝发导航信号体制，其特征在于，所述猝发信号的占空比较低时，是指占空比为10％左右。

4.如权利要求1所述的猝发导航信号体制，其特征在于，采用长度较短、速率较快的导航电文，由于卫星导航信号采用猝发的脉冲形式，卫星上的功率放大器在脉冲持续期间增大辐射功率，提高卫星信号发射功率后，以更快的传输速率发播导航电文。

5.如权利要求1所述的猝发导航信号体制，其特征在于，所述卫星导航信号天线，为高增益天线，其增益≥5dBic，以俯仰和方位二维扫描的方式分时覆盖天空。

6.一种如权利要求1所述的导航信号体制中用户终端基于猝发信号卫星的导航定位接收方法，其特征在于，无论哪种信号来源，从用户终端的角度看，猝发式卫星导航终端接收到的卫星导航信号是“猝发”的；猝发式信号导航接收机只能根据非连续的断续信号测量伪距、多普勒频率，进行导航定位解算；包括步骤：

1)伪距提取方法，首先，从接收到的猝发卫星导航信号中提取扩频码，再采取传统的串行或并行搜索算法，得到码相位和多普勒频率的粗估值；在所得粗估值的基础上，对码相位进行精细细化处理，得到精细的码相位；

2)多普勒频率提取方法，从粗捕的码相位或细化的码相位出发，从猝发的卫星导航信号中剥离扩频码，然后利用经典谱估计或现代谱估计的方法计算导航信号的多普勒频率；

3)导航参数解算方法，用惯导组件IMU观测量与卫星导航伪距、多普勒观测量进行组合，联合解算接收机导航参数：利用惯性导航IMU组件的辅助信息对接收机的位置、速度进行一定程度的约束，同时采用高稳定度频率源在不同时刻接收到的猝发卫星导航信号脉冲之间进行时间保持，采用卡尔曼滤波方法从不同猝发卫星导航信号上得到的伪距和多普勒信息中解算位置、速度和时间信息。

7.如权利要求6所述的导航定位接收方法，其特征在于，所述码相位细化处理，是在粗估码相位和多普勒频率的基础上，利用更加精细的搜索步长和相关峰形状曲线拟合的方法精确求解码相位，细化搜索采用ZoomFFT的算法，同时，利用惯性导航辅助给出的位置积分和瞬时速度信息，进一步缩小细化码相位搜索计算量

8.如权利要求6所述的导航定位接收方法，其特征在于，所述码相位，在码周期较短的情形下，由于码周期较短，得到的精细化码相位与实际的伪距之间还存在着码周期对应的整数模糊距离，对于GPS和GLONASS民码来说，模糊距离是300公里的整数倍，必须正确求解这种整数倍数，这种整数倍数的求解是以码周期为单位，重建信号的发射时间。

9.如权利要求6所述的导航定位接收方法，其特征在于，所述导航参数中速度的测定，应用直接周期图方法估计猝发GPS信号的多普勒频移，计算视距变化率，建立视距变化率方程，进而求得接收机的速度。