[发明专利]一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的方法及系统

说明书

本发明公开了在低轨星播发融合导航信号的场景下，一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的方法，经过以下步骤：接收信号、处理信号、获取最优多普勒频偏估计值、频偏补偿、相位补偿和数据解调，最终获得高精度通导一体卫星信号；对此对应的一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的系统，包括信号接收模块、信号处理模块、精度比较模块、数据补偿模块、载波同步模块和数据解调模块，运用该通导一体低轨卫星高精度信号获取系统，在短时隙播发的导航信号条件下也能捕获到高精度的通导一体信号，获得1Hz以内的多普勒测量精度，并输出高精度1PPS同步信号。

技术领域

本发明涉及低轨卫星通信与定位技术领域，具体涉及一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的方法及系统。

背景技术

低轨卫星的通信技术和定位技术是卫星应用的重要领域，随着卫星定位技术的迅速发展，其在军用和民用领域的重要性也越来越大。因此，实现对特定低轨卫星的定位具有重要意义。

相比全球导航定位系统，单星多普勒定位具有较强的环境适应性，应用更为灵活且部署简单，在诸多方面具有独特的优势。单星多普勒定位的原理是，当低轨卫星播发功率较高的导航增强数据信号时，地面接收终端利用接收到的数据信号(如伪距、频率、载波相位等)进行数据信号来源跟踪测量，从而实现单星定位。地面信号接收终端的定位精确度取决于该终端对接收到的数据信号的测量精度。

在传统的通信导航信号融合系统(通信和导航定位双功能)中，一般通过时分、相分、码分或者频分的方式播放通信和导航增强信号，如通导一体低轨卫星通常采用时分方式播发通信和导航增强信号。

然而，在时隙中播发的导航增强信号中，由于信号时隙较短，地面终端接收信号时，在通信时隙中的信号调制信息未知情况下，很难在该短时隙突发式信号条件下捕获信号并跟踪收敛获取高精度的频率/载波相位等测量结果，从而导致后续解算定位精度、1PPS授时精度差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：地面信号接收终端在短时隙突发式信号条件下，很难捕获高精度的通导一体信号。目的在于提供一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的方法和系统，实现地面信号接收终端在短时隙突发信号条件下，也能捕获到高精度的通导一体信号，从而保证后续解算定位精度、1PPS授时精度高。

本发明提出在低轨卫星播发融合导航信号的场景下，卫星载荷端播发通导一体信号和独立频点导航信号，地面接收终端同时接收通导一体信号和独立频点导航信号，并利用独立频点导航信号测量出通导一体信号所需精度的多普勒信息，同时输出高精度1PPS同步信号，并传递给通导一体导航信号进行处理。

本发明通过下述技术方案实现：

一种获取通导一体低轨卫星高精度信号的方法，包括以下步骤：

步骤1：接收同颗低轨卫星播发的独立导航频点信号和通导一体频点信号；

步骤2：对所述独立导航频点信号进行处理，得到高精度载波多普勒频偏测量值和码相位测量值；

步骤3：对所述通导一体频点信号进行处理，得到载波多普勒频偏精估计值；

步骤4：将所述高精度载波多普勒频偏测量值与所述多普勒频偏精估计值进行精度比较，挑选出最优多普勒频偏估计值；

步骤5：利用所述最优多普勒频偏估计值补偿所述载波多普勒频偏精估计值，得到补偿信号；

步骤6：对所述补偿信号与本地标称信号进行快速载波同步，得到同步信号；

步骤7：对所述同步信号进行解调，得到高精度通导一体卫星信号和符号数据。