[发明专利]一种猝发式的导航信号体制与接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间技术领域，特别是一种猝发式的导航信号体制与接收方法。

背景技术

卫星导航的广泛应用催生了“导航对抗”概念的产生。随着导航对抗技术的不断升级，各种对付卫星导航接收机的干扰手段层出不穷；从干扰信号体制上分，有脉冲式干扰、诱骗式干扰、宽带噪声压制性干扰、宽带调频压制性干扰、窄带干扰等；从干扰机载体上分，有地面车载干扰机、气球载高空干扰机、飞机载干扰机等。作为对付干扰的手段，各种抗干扰措施也应运而生，从导航接收机的角度看，有通过各种时域滤波的抗干扰技术、通过频域滤波的抗干扰技术、通过天线阵列的空域滤波抗干扰技术等。“干扰”与“抗干扰”是一个永无止境的“矛”与“盾”的关系，从“盾”的角度讲，不断地发展性能更好、代价更低的抗干扰手段是非常有意义的事情。

整个卫星导航系统的设计就是基于接收机连续接收卫星导航信号的出发点来设计的，所以现有的卫星导航接收机绝大部分是基于连续跟踪卫星导航信号的思路来设计的，目前从各种文献上我们还没有查到有关利用猝发信号进行导航定位的卫星导航方法的报道。

发明内容

本发明的目的是公开一种猝发式的导航信号体制和基于猝发信号的抗干扰卫星导航接收方法，利用猝发卫星导航信号进行导航定位，建立一套基于猝发信号的低成本、高动态、抗干扰的卫星导航接收系统，增强导航对抗环境下卫星导航系统的服务能力。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种“猝发”式的导航信号体制，其包括：

A)信号播发载体可以是导航卫星、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。

所述的猝发导航信号体制，其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，可以大大降低导航信号区域增强的实施难度。

所述的猝发导航信号体制，其所述猝发信号的占空比比较低时，是指占空比为10％左右。

所述的猝发导航信号体制，其采用长度较短、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。

所述的猝发导航信号体制，其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。

一种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；