[发明专利]一种地面产生卫星转发导航信号的控制方法

说明书

本发明提供了一种地面产生卫星转发导航信号的控制方法，通过对包括码相位、码频率及载波频率的地面站发射信号参数进行调整，在信号发射之前对其参数进行预偏，实现在接收机端收到的信号类似于从卫星转发器发射天线相位中心直接发出的信号。本发明使建设周期短、成本低的卫星转发系统实现优于通用卫星导航系统的性能，使卫星转发的信号类似于直接从卫星转发器发射天线相位中心发射的信号，使卫星转发系统的用户接收终端与通用卫星导航系统的接收终端易于融合，提高了系统的适用性。

技术领域

本发明涉及一种卫星转发系统码和载波参数的控制方法。

背景技术

20世纪80年代，美国建成GPS，前苏联建成GLONASS(Global Navigationsatellite system，GLONASS)，两者在星上都放置有高性能的星载原子钟，导航信号都在卫星上产生，技术实现难度高、风险大，使系统的建设成本高、周期长。

2002年11月，中国科学院的科研人员提出了通过信号转发的方式组建中国区域定位系统(Chinese Area Positioning System,CAPS)的设想，利用商用通信卫星上的转发器转发地面原子钟信号和导航电文，进行导航定位。2004年，中国的卫星转发导航定位系统建成，具备导航、定位、授时服务能力。该系统的导航信号在地面产生，卫星采用地球同步轨道(GEO)卫星或倾斜轨道同步(IGSO)卫星，不需要高精度的星载原子钟，降低了系统建设技术实现难度，使系统建设成本降低、周期减短、风险降低。同时，该系统信号产生功能在地面实现，可以采用高性能的地面钟组提供时频参考，地面设备不受重量、体积等因素限制，系统的功能和性能指标能发挥到最佳水平。

卫星转发导航定位系统的工作模式是利用卫星的透明转发功能，将地面产生的导航信号通过卫星转发给用户，其比通用的GPS导航信号多了一条上行链路，使系统用户接收机收到的信号附加了该上行链路及卫星转发器的影响，使该用户接收机的工作机制不用于普通用户接收机，增加了接收机的设计成本，使系统不易于同其他导航系统无缝融合；而且，地面产生的高性能信号经过卫星转发器，其指标被恶化。为了使卫星转发器对信号的影响在地面得到补偿，使系统的高性能指标能够体现到用户接收端，同时，为了提高系统的适用性，使卫星转发系统的信号类似于卫星直发信号，以更好的服务于用户，实现系统信号在地面的准确预调整是该系统亟需解决的一个问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种控制地面发射信号码和载波参数的方法，使卫星转发导航信号同于卫星直发的导航信号，且性能更优。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，建立卫星转发系统码伪距观测模型，地面站到卫星再到地面站的环路观测时延PR_loop＝PR_hw,up+PR_tr,up+PR_io,up+PR_sat+PR_io,d+PR_tr,d+PR_hw,d+2PR_gr，其中，PR_hw,up、PR_hw,d分别为地面站上行和下行设备时延；PR_tr,up、PR_tr,d分别为上、下行对流层引起的时延；PR_io,up、PR_io,d分别为上、下行电离层引起的时延；PR_sat为卫星转发器带来的时延；PR_gr为卫星转发器到地面站几何距离时延；