[发明专利]一种基于卫星定位系统的协同分集定位方法

摘要

本发明涉及一种基于卫星定位系统的协同分集定位方法。根据卫星定位系统设计基于Alamouti码的空时协同分集定位方案和MIMO‑扩频的空间分集编码；具体包括：基于Alamouti码的空时协同分集定位，将同一轨道上的相邻卫星编为星对，实现相邻卫星协同分集；在MIMO‑直接序列扩频方法多码模型的基础上设计针对卫星定位系统的协同分集MIMO‑扩频的空间分集编码。本发明同现有技术相比的优越性在于：在不增大定位信号发射功率的情况下提高信号增益，从而在保障抗干扰能力的前提下有效延长卫星寿命；相邻卫星协同分集紧密结合定位卫星星座特点，在不改变空间段结构功能和增加卫星额外负担的情况下提高定位信号的鲁棒性。

主权项

1.一种基于卫星定位系统的协同分集定位方法，其特征在于：根据卫星定位系统设计基于Alamouti码的空时协同分集定位方案和MIMO-扩频的空间分集编码；具体包括以下步骤：步骤1：基于Alamouti码的空时协同分集定位，将同一轨道上的相邻卫星编为星对，实现相邻卫星协同分集；步骤1.1：假设初始工作状态正常，接收机运行在常规定位模式，一旦下行信号遭遇强干扰，无法解析导航电文，接收机可向信关站发送启动协同定位模式申请；步骤1.2：当信关站接收到申请后，信关站选择2个星对向干扰区域发送协同定位信号，信关站可以事先估算出卫星1到用户终端和卫星2到用户终端两条传输路径的信道特性，信关站首先将每个星对中的两份导航电文发送给该星对的两颗卫星；步骤1.3：当卫星收到该信号后，两颗卫星分别按发射分集方案将各自接收到的信号经空时编码处理后发给目的用户终端；在这一过程中，两卫星的用户下行链路信号按照MIMO-扩频的空间分集编码方式进行编码处理，卫星1和卫星2分别相当于MIMO系统中的两个发射天线；由于用户终端已对定位信号进行了捕获，故假设由两颗卫星共同发送的空时编码电文可以同时被用户终端检测；步骤1.4：当用户接收到信号后，用户接收机按照空时编码的检测方法对接收信号进行处理，用户终端即可恢复出发送的导航电文，通信协议见表1；表1 协同分集传输协议步骤2：在MIMO-直接序列扩频方法多码模型的基础上设计针对卫星定位系统的协同分集MIMO-扩频的空间分集编码：步骤2.1：对于频率平坦信道，发送端未知信道状态信息，设计简单的分集策略；发送端能够用不同的正交扩频码在MT个天线上传输相同的符号；假设有MT个正交扩频码，即在接收端相关器所得到的第j个扩频码的输出是 y i = E s M T H j s + n j - - - ( 1 ) ]]>其中yi是某一接收终端的接收信号；Es是在一个符号周期中每一符号上发送端上可用的平均能量，Hj是信道矩阵，s是信道矩阵的输入信号，nj是第j条路径的信道噪声；步骤2.2：接收端从不同的发射天线中分离出到达的信号，并用最大比合并将它们合并；在卫星定位系统中，用户下行链路为典型多径衰落信道，故针对Rayleigh衰落信道展开，MIMO-扩频空间分集编码策略采用的是Alamouti码；步骤2.3：建立MIMO-扩频空间分集编码策略。