[发明专利]多用户条件下提高码分测距精度的电路

说明书

技术领域

本发明提出一种利用对消技术提高码分多用户条件下测距精度的方法，主要涉及与码分多址测距等相关的应用领域。

背景技术

在由测距机和应答机组成的测距系统中，测距机发射测距伪码给应答机，应答机对接收的伪码进行捕获与跟踪,完成接收时钟的再生,以再生的时钟发射应答伪码给测距机，测距机同样对接收的伪码进行捕获与跟踪,通过发射伪码帧与接收伪码帧的时差进行测距。常用的测距方法有脉冲法测距和相位法测距。脉冲法测距发射脉冲功率高,作用距离远,但精度较低,一般用于远距离测距、地形测量和炮瞄准雷达测距等；相位法测距的精度比脉冲法高,在大地测量、工程测量中广泛被采用。无论采用哪种方法,都存在抗干扰性差,测量距离受限,精度低,信号易被截获等缺点。由于良好的码分多址通信能力和很好的通信保密性等特性，在军事/民用通信和遥测、定位领域得到了广泛的应用。随着卫星对地观测分辨率精度的提高，卫星本身定位精度的要求也越来越高，目前卫星测距采用短周期伪码，在单用户模式下测距精度可以得到保证，但一方面卫星下发信号不只有测距信号还有用于数据传输的其他信号，这些信号也采用短周期伪码，同时还存在多个卫星同处于地面接收范围内的场景，这些情况都会在接收信号中引入码分的多用户信号。

全球定位系统采用测距码来进行伪距测量，而不采用其他手段(如脉冲法)，这是因为用测距码来测定伪距具有以下几个优点：

1)易于将微弱的卫星信号提取出来。卫星信号的发射功率有限，很容易被一些干扰信号(如电视台、移动电话台、微波中继站等)所掩盖，卫星信号的强度一般只有这些噪声信号强度的万分之一或更低。只有依据伪距码的独特结构，才能将卫星信号从噪声中提取出来；

2)可提高测距精度。用测距码进行相关处理所获得的伪距观测值可以视为用积分间隔中的每个码分别测距，然后将测得的结果取平均后所获得的均值，其精度显然要高于脉冲法测距的精度；

3)便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理。接收机接受信号时，卫星信号会连同噪声一起进入每个通道。但接收机在每个通道都规定了所观测卫星的PRN号，因此相应通道只产生相对应卫星的复制码(在某一时刻t卫星在卫星钟的控制下发出某一结构的测距码，与此同时接收机则在接收机钟的控制下产生或者说复制出结构完全相同的测距码，简称复制码)，而其他卫星的测距码及噪声与该复制码可视为相互正交，相关系数的影响趋于零。这样就可以将其他卫星信号及噪声分离出去。因此让每个通道皆产生与需要观测的卫星相同的测距码，就能同时对视场中的n颗卫星分别进行伪距观测，从而方便地实现对卫星信号的识别和处理；

4)便于对系统进行控制和管理。采用测距码后，美国国防部可以通过公开某种码的结构或对某种码结构进行保密来对用户使用该系统的程度加以控制。

出于硬件兼容的考虑,地基伪卫星多采用码分多址体制的测距信号。信号间多址干扰是影响伪卫星测距精度的因素之一，特别是在远近效应下会产生较大测距影响,为实现高精度定位,需降低多址干扰带来的测距影响，通常采用码分多址(CDMA)测距系统进行寻址自动测距,寻址量达4096个地址。相比数据解调，测距系统更容易受到多用户的干扰，由于测距系统采用的短周期码，用户间的码互相关性较强，这种影响会更严重，这种干扰在测距精度要求较低的时候可以忽略，但在应用于高精度测距系统的时候，这种干扰会成为主要的干扰，干扰体现在两方面，一方面是干扰用户运动速度与测距用户运动速度相当时，测量距离与实际距离存在一个较大的误差，且误差随时间缓慢滑动，我们称之为测距误差漂移；一方面是干扰用户与测距用户存在较大运动速度差时，测量距离在实际距离上叠加了一个随机误差，这种现象会导致测距误差的方差变大，测距精度下降。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题，提出一种有效的、稳定可靠的、能够消除多用户干扰，易于实现多用户条件下提高码分测距精度的电路，以解决测距误差漂移的问题。