[发明专利]一种导航增强信号调制方法及系统

说明书

一种导航增强信号调制方法及系统，步骤包括(1)信道编码：将低速电文和高速电文分别进行信道编码；(2)PRN码映射：将经过信道编码的低速电文映射为一路PRN码序列，经过信道编码的高速电文映射为一路PRN码序列，共得到2路PRN码序列；(3)码周期时分：按照码周期时分图案，将2路PRN码序列按照码周期时分复用为一路信号；(4)基带波形调制：将码周期时分复用后得到的一路信号进行基带波形调制，得到基带信号。与采用QPSK调制的BPSK和R‑CSK混合结构相比，本方法采用码周期时分技术，将调制低速电文的扩频码周期和调制高速电文的扩频码周期，按照固定结构的时分图案进行时分后播发。进行信号跟踪和解调时，能够使用全部的功率。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，主要涉及一种高精度高信息速率的导航增强信号调制方法及系统。

背景技术

随着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)发展，基本导航服务已经日渐成熟，导航增强服务逐渐成为卫星导航领域的热点。导航增强从实现手段上分为地基增强和星基增强。导航增强从增强效果分为完好性增强、可用性增强、精度增强等。导航增强从原理上可分为信息增强和信号增强。信息增强通过播发精密电文或者精密改正数，提升定位精度，信号本身不参与定位解算。信号增强则信号本身提供了额外的观测量，参与最终的定位解算过程。

信号增强要求信号本身能够提供高精度的载波和伪码测量量，有高精度需求。信息增强则要播发精密改正数，一般包括轨道、钟差、载波相位偏差改正数，以及码偏差、URA等参数，传统的GNSS信号中，播发的是低速的基本导航电文，信息速率通常只有50bps～250bps。而信息增强服务中，播发的是快速的精密改正数电文，信息速率显著提升。QZSS提供CLAS的L6信号，信息速率达到2kbps左右。因此，信息增强有高信息速率需求。

GNSS信号采用直接扩频调制，为了提升信息速率，传统上有两种手段。第一种方法是保持码速率不变，增加信息速率，这样导致一个符号内的码片数减少，降低了扩频增益，恶化了互相关性能。第二种是保持扩频增益不变，增加信息速率，这样导致码速率增加，信号所占带宽变大。

为了在增加信息速率的同时不改变码速率和扩频增益，QZSS在其L6信号中应用了码移键控(Code-Shift-Keying,CSK)调制信号。CSK是在一种M进制正交调制信号，共有M种扩频调制信号波形，每一种波形能够表示k＝log₂(M)比特信息，这M种扩频调制信号波形是同一个基本码循环移位得到的。对于码长为L的扩频码，每一种波形最多表示比特信息。然而，单独的CSK调制信号不适合用于捕获跟踪测量，只适合于数据传输使用。

为了同时播发低速电文和高速电文，专利“一种多次重复移相的码移键控调制方法及其解调方法”(专利号：CN 201811042847.0)提出R-CSK信号，是CSK信号的一个特例，通过同一个码的不同循环移位调制信息，但是最大信息速率受制于码长。专利“一种双速率复合电文信号播发控制方法”(专利号：CN201810947305.1)和“一种R-CSK双速率复合电文信号播发控制方法”(专利号：CN 201811078853.1)提出采用相位正交的QPSK调制，在I支路采用传统的BPSK信号，播发低速率的基本导航电文，在Q支路采用CSK信号或者R-CSK信号，播发高速率的扩展电文。但通过相分的方式，I支路将消耗一部分功率，进行信号跟踪或者解调时，无法使用全部的信号功率，降低精度与解调门限。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种高精度高信息速率的导航增强信号调制方法及系统，在一个扩频导航信号上，同时实现高精度测量和高数据速率电文播发，且不改变扩频比和扩频码码长，满足基本导航服务和导航增强服务需求。

本发明的技术解决方案是：

一种导航增强信号调制方法，步骤如下：

(1)信道编码：将低速电文和高速电文分别进行信道编码，