[发明专利]北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法和系统。

背景技术

全球四大卫星导航系统包括美国的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，它们通过为用户提供导航电文实现导航定位，导航电文一般是由超帧、主帧和子帧构成，其中北斗卫星导航系统的导航电文分为D1和D2导航电文：D1导航电文的超帧为36000比特(bits)，每个超帧由24个主帧或页面组成，每个主帧为1500比特，每个主帧由5个子帧构成，每个子帧为300比特，每个子帧由10个字构成，每个为30比特，每个字由导航电文数据和校验码组成，D2导航电文的超帧为180000比特，每个超帧由120个主帧或页面组成，每个主帧为1500比特，每个主帧由5个子帧构成，每个子帧为300比特，每个子帧由10个字构成，每个为30比特，每个字由导航电文数据和校验码组成。传输D1导航电文的每个超帧需要12分钟，传输D2导航电文的每个超帧需要6分钟。

上述各卫星导航系统的几十颗导航卫星通过分别使用线性法由二进制移位伪随机码发生器产生的互不相关的Gold码的测距码扩频各自的导航电文，通过相同的载波调制，再由同一导航频点发射导航信号，这些载波调制的导航信号在用户端接收并相互叠加，由于各颗导航卫星的测距码互不相关，其导航信号之间不会互相干扰，用户通过截取导航信号使用多普勒频移法去载波再用各导航卫星测距码由相关处理分别获取各颗导航卫星的导航电文，用户通过使用至少四颗导航卫星的导航电文就可以进行导航定位。用户的导航定位时间包括导航信号接收时间和导航信号处理时间，由于后者时间相对固定，因此导航信号接收时间直接决定了用户的导航定位时间。目前卫星导航系统使用的是40年前的第二代导航信号实现技术通过扩频技术以串行方式传输导航电文，用户需要花费10～20分钟时间接收卫星导航电文，这种非实时性导航定位技术严重地影响到用户的定位效率。

因此，只有提高导航信号的传输速度，才能充分地缩短导航定位时间。为提高卫星导航系统导航信号传输速度，相关文献使用非线性方法获得的复数移位伪随机码发生器，通过反馈端一组非线性函数的相互作用产生导航卫星第三代测距码(Hzb码)和各并行信号传输支路专用子测距码，使用中小规模并行信号传输支路使导航信号由串行传输变为并行传输实现了导航信号的高速并行传输，全面提升了卫星导航系统导航信号的传输效率。该方法按一定顺序将导航电文由串行分配到各并行信号传输支路，利用数根天线发射导航信号，它可满足用户的准实时导航定位需求。

此外，北斗导航卫星采用的是太阳能充电的电池供电，除保证各频点导航信号的发射功率外，还需为系统其它载荷供电，因此采用大规模多天线的并行信号传输支路发射方式将不能保证各天线发射的导航信号有足够的使用功率，更无法实现导航信号的高速传输，满足用户实时定位需要。

综上所述，当前包括北斗卫星导航系统在内的全球四大卫星导航系统只能提供非实时性导航定位服务，而采用多天线的导航信号高速传输技术可实现准实时导航定位，因此，发展卫星导航信号实时传输技术是北斗卫星导航系统能否为用户提供实时导航定位服务需要解决的关键技术问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可全面提高卫星导航信号传输实时性的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法，包括：

S1构建并行信号传输支路，以满足后续分组的卫星导航电文的实时传输，其中并行信号传输支路可分为中小规模并行信号传输支路(少于100路)、大规模并行信号传输支路(不低于100路)和超大规模并行信号传输支路(不低于1000路)；

S2产生卫星导航电文并以一定单位进行分组，所述以一定单位进行分组为按导航电文结构根据超帧或者主帧或者子帧或者字进行分组，或按一定长度字节分组；

一种常用方式为：产生卫星导航电文并以字为单位、以超帧中含有的总字数除以大规模并行信号传输支路数为分组数进行大规模分组；

S3将分组的卫星导航电文依次分别送入大规模并行信号传输支路；