[发明专利]应用于姿态多变高动态目标的定位通报系统

说明书

本发明提供一种应用于姿态多变高动态目标的定位通报系统，属于卫星导航技术应用领域。定位通报系统包括收发天线组件、低噪声放大器、功率放大器、射频模块、基带处理模块、电池模块。收发天线组件完成RDSS信号发射、RDSS信号接收、RNSS信号接收。低噪声放大器完成接收的RDSS信号、RNSS信号的放大。基带处理模块基于FPGA+DSP架构，由RNSS处理模块和RDSS处理模块组成。RNSS处理模块和RDSS处理模块采用PMF‑DFT捕获算法。本发明适合应用于姿态多变高动态目标的位置监控、搜索等，集成了RNSS导航定位功能和RDSS短报文通信功能，有利于系统的小型化设计。

技术领域

本发明属于卫星导航技术应用领域，涉及一种应用于姿态多变高动态目标的定位通报系统，适合应用于姿态多变高动态目标的位置监控、搜索等。

背景技术

姿态多变高动态目标由于其运动特性的影响，大大的增加其运动轨迹的精确度、回收的难度。基于RNSS、RDSS的定位通报系统通过实时上报精确的位置、速度信息，能够有效确定目标的运动轨迹。然而由于目标的高动态特性：360°旋转，高度≤5000km，速度≤7km/s，加速度≤40g，加加速度≤10g/s等，提高了对定位通报系统的功能要求。

对于RNSS导航接收机，天线接收BD B1频点、B3频点/GPS L1频点/GLONASS L1频点卫星信号(支持单BD定位、单GPS定位、单GLONASS定位和组合定位四种定位模式)，并通过射频线缆传输至射频模块；射频模块完成对BD2B1频点、B3频点/GPS L1频点/GLONASS L1频点信号的滤波、放大和下变频后输出给基带处理模块；基带处理模块进行AD采样、低通滤波与抽取、捕获跟踪、导航解算处理，完成定位解算功能，获取导航电文和观测量，最终提供目标的经纬度、时间、速度等遥测数据传递给RDSS模块。对于RDSS短报文通信下行链路，天线接收北斗卫星S频点信号，经射频接收模块滤波、放大和下变频后输出给中频信号给基带处理模块；基带处理模块完成AD采样、捕获跟踪、信道译码等，提取帧时标信号，恢复成原始前向数据。对于RDSS短报文通信上行链路，从RNSS模块接收位置速度等遥测数据，经基带处理模块完成信道编码、扩频、数字调制和上变频之后发给射频模块，功率放大器完成对射频信号的功率放大，最后通过天线发射至卫星。

综上所述，RNSS导航接收机与RDSS短报文通信的实现，都需要完成RNSS中频信号和RDSS中频信号的捕获跟踪，在姿态多变高动态场景下，捕获速度的快慢直接决定了RDSS模块、RNSS模块的动态，实时地对卫星信号进行捕获可快速的转入跟踪阶段，以保证定位通报系统可以适应较高的动态。

目前常用的捕获算法有两种，一种是基于FFT的并行码相位的捕获算法，另一种是基于PMF-DFT的并行频域捕获算法。基于FFT的并行码相位的捕获算法核心是利用快速傅里叶变换将时域的循环卷积转换至频域相乘，实现所有伪码相位的并行搜捕。基于PMF-DFT的并行频率捕获算法核心是利用DFT对解调解扩残留下来的载波多普勒频率进行频谱分析，实现所有频点的并行搜捕。在高动态场景下，多普勒频移的搜索范围较大，因此基于PMF-DFT的并行频率捕获算法的捕获时间远小于基于FFT并行搜捕码相位算法。

《北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块》、《多模定位一体式北斗用户机》、《北斗、GPS多模导航通信模块》中的模块设计方案未致力于针对高动态等问题提出解决方法，因此不适用于姿态多变高动态场景的目标。

发明内容

本发明的目的是针对当前姿态多变高动态目标的运动轨迹问题，提供一种应用于姿态多变高动态目标的定位通报系统。

本发明所采取的技术方案如下：