[发明专利]非线性函数驱动时空混沌卫星导航测距码实现方法及系统

说明书

本发明公开了一种非线性函数驱动时空混沌卫星导航测距码实现方法及系统，本发明构建了非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器，使用以单变量或多变量项非线性函数驱动函数项非线性函数获得作用值并以扩散系数为权值进行加、减、乘、或除的混合运算进行反馈的复数线性移位寄存器，通过相关寄存器抽头输出实数伪随机数并二值化获得导航卫星测距码。本发明可广泛应用于卫星导航系统，也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统、控制系统等方面。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，具体涉及一种非线性函数驱动时空混沌卫星导航测距码实现方法及系统。

背景技术

世界上四大卫星导航系统有美国的GPS(Global Positioning System)卫星导航系统、俄罗斯的GLONASS(Global Navigation Satellite System)卫星导航系统、欧盟的Galileo卫星导航系统和中国的北斗(BeiDou)卫星导航系统。除GLONASS采用频分多址(FDMA，Frequency Division Multiple Access)通信方式外，其余卫星导航系统均采用码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)通信方式。它们所采用的测距码分为民用粗测码和军用精密码两类，使用粗测码的卫星导航系统能进行目标粗定位，而使用精密码的卫星导航系统可进行目标高精度定位。

在测距码实现方面，四大卫星导航系统均采用简单初级的二进制伪随机码发生器产生测距码，由于卫星导航系统使用的测距码是采用线性法使用二进制伪随机码发生器用一个或几个一定级数线性反馈移位寄存器先使用一段短二值序列对寄存器状态值初始化，然后通过寄存器状态值移位产生，这种方法产生的测距码普遍存在复杂度低、安全性差、码长固定且较短、码数量有限等缺点，且移位寄存器还需要承担线性反馈和卫星相位分配工作，又使其结构复杂。为克服二进制伪随机码发生器产生测距码的所有缺陷相关文献用非线性法采用实数伪随机码发生器、复数伪随机码发生器和矢量伪随机码发生器进行了问题的全面解决。

这些伪随机码发生器产生伪随机码一般采用由单变量或多变量构建非线性函数，以时间分布法通过非线性函数作用于变量进行状态迭代产生随时间分布的伪随机数，再由相关抽头输出伪随机数并二值化获得伪随机性性能良好的导航卫星测距码。

上述由单变量或多变量构建的非线性函数，采用的是以扩散系数为权值不同非线性函数作用值相互间进行加、减、乘或除的混合运算，通过状态迭代产生下一时刻变量状态值，这里不同非线性函数为当前时刻变量状态值同时驱动运行，它们处于同一级的变量驱动工作状态。

由于通过单变量或多变量构建的非线性函数复杂度不同，这些非线性函数在产生伪随机数过程中起作用程度也不一样，因此，如何分析非线性函数之间相互作用关系，通过它们之间相互驱动产生性能更高的伪随机数，进而获得性能更优良的导航卫星测距码，当前的产生导航卫星测距码的非线性方法没有进行问题的解决。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种可全面提高卫星导航测距码性能的非线性函数驱动时空混沌卫星导航测距码实现方法及系统。

本发明提供的一种非线性函数驱动时空混沌卫星导航测距码实现方法，用于单变量非线性函数驱动方式；包括以下步骤：

步骤1：构建分别作用于复数状态分量实部和虚部当前位置当前状态值的单变量非线性函数；

具体实现过程为：取单个复数状态矢量X+Yj在N_xy维线性空间其分量为{x(i)+y(i)j}，称为单变量复数状态分量，{x(i)}和{y(i)}分别为一系列顺序排列且分别相互耦合的状态分量；i表示单变量复数状态分量的位置序号，i＝1,2,...,N_xy，N_xy为正整数；