专利汇可以提供北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种北斗卫星导航 信号 大规模并行实时传输方法和系统,本发明方法通过构建了大规模并行 信号传输 支路,将卫星导航电文按结构进行大规模分组,依次送入并行信号传输支路,以复数移位伪随机码发生器获得导航卫星并行传输支路专用子测距码,分别对各支路导航电文扩频,先以不同 频率 偏移的相同载波调制,再将所有支路载波调制导航信号 叠加 并添加噪声形成复合卫星导航信号,最后通过单天线发送,接收端以单天线接收方式将收到的导航信号按支路分别去载波、解扩、解调使导航电文由并变串,通过获取导航电文实现北斗卫星 导航系统 的实时导航 定位 。本发明可广泛应用于 卫星导航系统 ,也可用于各种测距系统、通信系统、广电系统和控制系统。,下面是北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法和系统专利的具体信息内容。
1.北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于,包括:
S1构建中小规模并行信号传输支路或大规模并行信号传输支路或超大规模并行信号传输支路,以满足后续分组的卫星导航电文的准实时或实时传输;所述中小规模并行信号传输支路为传输支路数少于100路,大规模并行信号传输支路为传输支路数不低于100路,超大规模并行信号传输支路为传输支路数不低于1000路;
S2 按标准结构产生卫星导航电文或以相同或不同导航信息组合为给定长度数据块构建卫星导航电文,并以设定长度单元进行分组并构成矩阵,所述矩阵的行数小于或等于并行信号传输支路数,所述以设定长度单元进行分组具体为按导航电文结构进行分组,包括根据超帧或者主帧或者子帧或者字或者数据块进行分组,或按设定长度字节分组;
S3将分组的卫星导航电文按行依次分别送入并行信号传输支路;
S4以一种含不同参数的单状态变量或多状态变量或函数通过混合运算设计一组以不同扩散系数为权值的非线性函数构成实部,再以另一种含不同参数的单状态变量或多状态变量或函数通过混合运算设计另一组以不同扩散系数为权值的非线性函数构成虚部,通过相关寄存器抽头值进行混合运算获得的作用值驱动非线性函数相互作用,根据非线性函数的作用值进行混合运算获得的作用值为反馈端,构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器;
S5对非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的级数和产生的码长进行参数设置;
S6以相同或不同复数数据初始化非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的状态值;
S7通过非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器相关寄存器状态值的实部和虚部分别抽头输出伪随机数,以排序法二值化模二和得到Hzb码的导航卫星测距码,并将其作为第
1个并行信号传输支路专用子测距码;
S8由非线性函数驱动步骤S7)中复数移位伪随机码发生器剩余的相关寄存器状态值的实部和虚部分别抽头输出伪随机数,以排序法二值化得到所有导航卫星并行信号传输支路公用子测距码,所述导航卫星并行信号传输支路公用子测距码相互之间相关或非相关或正交或非正交或一部分正交另一部分非正交;
S9将导航卫星测距码分别与导航卫星并行信号传输支路公用子测距码模二和得到该颗导航卫星其余并行信号传输支路专用子测距码;
S10实时产生或通过文件或通过数据存储区获得导航卫星专用子测距码并分别对并行信号传输支路中的分组导航电文进行扩频;
S11以不同频率偏移的相同载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波分别对导航卫星并行信号传输支路中的扩频信号进行调制;
S12对所有导航卫星并行信号传输支路的载波调制信号进行叠加或合并,通过调整各支路专用子测距码的增益因子进行功率均衡以合理分配各支路信号功率;
S13对叠加或合并信号加入高斯白噪声或其它噪声,形成基带卫星导航信号;
S14将基带卫星导航信号通过单天线发射;
S15接收端以单天线单通道或单天线单通道包含的各子通道或单天线多通道或单天线多通道包含的各子通道接收方式接收基带卫星导航信号或通信信号,其中单天线单通道或单天线单通道包含的各子通道为每根天线只连接一个信号处理的通道,该通道或其包含的各子通道负责对所有卫星导航信号的接收处理;所述单天线多通道或单天线多通道包含的各子通道为每根天线连接不低于两个信号处理的通道,且每一通道或其包含的各子通道负责对应卫星导航信号的接收处理,信号处理的通道或其包含的各子通道数要保证对接收信号高效的解调;
S16截取一段基带卫星导航信号;
S17选择发射端第1个并行信号传输支路;
S18产生本地载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波;
S19对步骤S16获得的信号用多普勒频移载波匹配法进行去载波获得去载波信号;
S20实时产生或通过文件或通过数据存储区获得第1个导航卫星并行信号传输支路专用子测距码,将其与以排序法二值化去载波信号后,以基于FFT的循环相关法进行相关处理或串行干扰抵消处理,如果存在相关峰,表明接收信号中存在该颗导航卫星信号,根据相关峰位置从该导航卫星并行信号传输支路接收的基带卫星导航信号去载波信号解调导航电文,执行步骤S21,否则,执行步骤S16;
S21选择发射端第2个并行信号传输支路,实时产生或通过文件或通过数据存储区获得第2个并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码;
S22截取一段基带卫星导航信号;
S23产生本地载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波;
S24对步骤S22获得的信号用多普勒频移载波匹配法去载波并获得去载波信号;
S25将并行信号传输支路专用子测距码与以排序法二值化去载波信号后,以基于FFT的循环相关法进行相关处理或串行干扰抵消处理,根据相关峰位置从该并行信号传输支路接收的基带卫星导航信号去载波信号解调导航电文;
S26选择发射端下一个并行信号传输支路序号,实时产生或通过文件或通过数据存储区获得该并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码,如果传输支路序号大于发射端总的传输支路号,执行步骤S27,否则,执行步骤S22;
S27将从各支路获得的分组导航电文由并变为串,获得导航卫星的完整导航电文;
S28结束。
2.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S4中,非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器反馈端的含不同参数的单状态变量或多状态变量或函数在构建非线性函数中重复使用,所构建的非线性函数在不同的非线性函数作用式中重复使用,且各非线性函数工作于相同的频率或工作于不同的频率。
3.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S7中,二值化寄存器状态值的实部和虚部抽头输出的伪随机数,如果抽头输出的伪随机码序列与其它抽头输出的伪随机码序列一部分数值不同,而另一部分数值相同或它们数值全相同,则采用如下方式进行处理:将该伪随机码序列所有数值取反;或将该伪随机码序列以设定码长进行循环移位;或将该伪随机码序列与其它伪随机码序列混合;或将其中一个伪随机码序列删除。
4.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S8中,导航卫星并行信号传输支路公用子测距码采用产生导航卫星测距码的由不同子伪随机码发生器构成的伪随机码发生器的各子伪随机码发生器的变量或函数或寄存器剩余抽头组合产生,或其与另外的伪随机码发生器的变量或函数或寄存器联合抽头产生,或由另外的由不同子伪随机码发生器构成的伪随机码发生器的各子伪随机码发生器的变量或函数或寄存器单独抽头组合产生,或这些抽头输出实数分别被实数偏移载波调制且通过非线性函数关联参数调整保持后续产生的伪随机码的伪随机性,其中伪随机码发生器的各子伪随机码发生器的变量或函数或寄存器的所有抽头组合中一部分的抽头组合用来为导航卫星测距码进行相位分配,另一部分的抽头组合用来为导航卫星并行信号传输支路公用子测距码进行相位分配,剩余抽头组合用来为其未来扩展使用备份。
5.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S9中,导航卫星测距码单独作为一个并行信号传输支路的专用子测距码,或与一导航卫星并行信号传输支路公用子测距码模二和或混合后作为一个并行信号传输支路的专用子测距码,或导航卫星专用子测距码分别被二进制偏移载波调制并通过非线性函数关联参数调整保持其伪随机性;为提高各并行信号传输支路导航电文的扩频效率或导航信号的解扩效率,所有导航卫星专用子测距码按顺序预先保存在专用文件或数据存储区中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S10中,各并行信号传输支路同时传输相同或不同种类的非复用或复用的导频信号或导航信号或通信信号。
7.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S14中,将并行信号传输支路的载波信号分成不同部分,再分别叠加或合并,然后通过至少2根天线进行多天线发射,或将并行信号传输支路的扩频信号部分或全部叠加或合并,然后由相同载波或相位正交的不同子载波调制,通过单根天线或至少2根天线进行多天线发射。
8.根据权利要求1所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现方法,其特征在于:
所述步骤S15中,导航卫星与地面接收端或导航卫星与地面站或导航卫星之间或地基增强系统与导航卫星和地面接收端之间采用单天线单通道或单天线单通道包含的各子通道或单天线多通道或单天线多通道包含的各子通道或多天线单通道或多天线单通道包含的各子通道或多天线多通道或多天线多通道包含的各子通道方式接收或发送非复用或复用的卫星导频信号或导航信号或通信信号或控制信号,其中多天线单通道或多天线单通道包含的各子通道为每根天线分别连接一个信号处理的通道,多天线多通道或多天线多通道包含的各子通道为每根天线连接不低于两个信号处理的通道,这些通道或其包含的各子通道分别负责处理对应部分导航卫星的信号。
9.一种北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现系统,其特征在于,包括:
构建并行信号传输支路模块,用于满足卫星导航电文分组进行准实时或实时传输的需要;
导航电文分组由串变并模块,用于将卫星导航电文以设定长度的单元进行分组,使其由串行传输变为并行传输,提高其传输效率;
非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器构建模块,用于以一种含不同参数的单状态变量或多状态变量或函数通过混合运算设计一组以不同扩散系数为权值的非线性函数构成实部,再以另一种含不同参数的单状态变量或多状态变量或函数通过混合运算设计另一组以不同扩散系数为权值的非线性函数构成虚部,通过相关寄存器抽头值进行混合运算获得的作用值驱动非线性函数相互作用,根据非线性函数作用值进行混合运算获得的作用值为反馈端,构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器;
子测距码产生模块,用于通过非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器相关寄存器状态值的实部和虚部分别抽头输出伪随机数,以排序法模二和后得到Hzb码的导航卫星测距码,再通过非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器构建模块混合运算后剩余的相关寄存器状态值的实部和虚部分别抽头输出伪随机数,以排序法二值化得到导航卫星公用子测距码,最后这些导航卫星公用子测距码分别与导航卫星测距码模二和得到导航卫星专用子测距码;
扩频模块,用于以导航卫星专用子测距码将并行信号传输支路中的分组导航电文分别进行扩频;
载波调制模块,用于以不同频率偏移的载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波分别对并行信号传输支路中的扩频信号进行调制;
信号叠加模块,用于将所有或部分并行信号传输支路的扩频信号或载波调制信号进行叠加或合并;
导航信号产生模块,用于将叠加或合并的信号添加高斯白噪声或其它噪声,产生基带卫星导航信号;
跟踪捕获模块,用于对导航卫星发射端各并行信号传输支路的导航信号分别进行去载波、解扩、解调;
导航电文由并变串模块,用于将各并行信号传输支路去载波、解扩、解调获得的分组导航电文由并行传输变为串行传输,实现卫星完整导航电文的获取。
10.根据权利要求9所述的北斗卫星导航信号大规模并行实时传输实现系统,其特征在于,所述跟踪捕获模块的具体工作方法如下:
1)接收端以单天线单通道或单天线单通道包含的各子通道或单天线多通道或单天线多通道包含的各子通道接收方式接收基带卫星导航信号;
2)截取一段接收的基带卫星导航信号;
3)选择发射端第1个并行信号传输支路;产生本地载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波;用多普勒频移载波匹配法去载波获得去载波信号;实时产生或通过文件或通过数据存储区获得第1个并行信号传输支路专用子测距码,将其以排序法二值化去载波信号,然后以基于FFT的循环相关法进行相关处理或串行干扰抵消处理;若存在相关峰,表明接收信号中存在该颗导航卫星信号, 根据相关峰位置从该支路接收的基带卫星导航信号去载波信号解调导航电文,执行步骤4),否则,执行步骤2);
4)选择发射端第2个并行信号传输支路,实时产生或通过文件或通过数据存储区获得第2个并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码;
5)截取一段基带卫星导航信号;产生本地载波或复数载波或不同的相位正交的子载波或复数子载波;用多普勒频移载波匹配法去载波获得去载波信号;实时产生或通过文件或通过数据存储区获得该并行信号传输支路专用子测距码,将其以排序法二值化去载波信号,然后以基于FFT的循环相关法进行相关处理或串行干扰抵消处理,根据相关峰位置从该支路接收的基带卫星导航信号去载波信号解调导航电文;
6)选择发射端下一个并行信号传输支路序号,如果传输支路序号大于发射端总的传输支路号,则执行步骤7),否则,执行步骤5);
7)对导航卫星发射端各并行信号传输支路的导航信号分别进行去载波、解扩、解调。
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