基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法和系统，本发明专利技术方法通过构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器，从相关寄存器状态值的实部和虚部分别抽头得到不同组数抽头组合，通过分析确定导航卫星所需的抽头组合和大规模并行信号传输支路公用子测距码所需的抽头组合，对这些抽头组合分别二值化并模二和得正交或非正交导航卫星测距码和大规模并行信号传输支路公用子测距码，以导航卫星专用子测距码对大规模分组导航电文扩频通过大规模并行方式传输并叠加发射，最后在接收端对获得的卫星导航信号进行跟踪捕获。本发明专利技术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、控制系统等方面。

A method and system for the phase assignment of the finder code of Beidou satellite based on Hzb code

The invention discloses a method and system for realizing the Hzb code of the Beidou satellite sub ranging code phase assignment based on the method of the invention by building a nonlinear function of displacement driving a plurality of pseudo random code generator, the real and imaginary parts from the relevant register state values were obtained in different groups of tap tap combination, through the analysis to determine the required navigation satellite tap combination and large parallel signal transmission branch required public sub ranging code combination of these tap tap, respectively combined binarization and modulo two and orthogonal or non orthogonal navigation satellite ranging codes and parallel signal transmission branch public sub ranging code, through large-scale parallel transmission and superposition of large-scale launch navigation message packet spread spectrum navigation satellite dedicated sub ranging codes, finally at the receiving end for tracking of satellite navigation signals obtained. The invention can be widely used in satellite navigation system, and can also be used in various ranging systems, communication systems, radio and television systems, control systems and so on.

【技术实现步骤摘要】
基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法和系统
本专利技术涉及卫星导航
，尤其涉及基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法和系统。
技术介绍
为提高用户的导航定位效率,相关文献采用中小规模并行信号传输方式和大规模并行信号传输方式使用复数移位伪随机码发生器产生Hzb码的专用测距码对中小规模分组或大规模分组的导航电文进行扩频、调制，利用单天线或多天线发射导航信号，实现了导航信号的准实时和实时传输。在测距码的相位分配上，当前全球四大卫星导航系统只进行了导航卫星测距码的相位分配，其中北斗卫星导航系统利用一个二进制移位伪随机码发生器的最后一个寄存器的抽头输出与另一个二进制移位伪随机码发生器的任两个不同寄存器的抽头输出进行模二和，得导航卫星测距码；而进行中小规模和大规模并行导航信号准实时和实时传输的相关文献在导航卫星测距码和各并行信号传输支路的公用子测距码的相位分配上过于简单，不够详细。因此，为满足北斗卫星导航信号实时传输的需要，需要对导航卫星测距码和各并行信号传输支路的公用子测距码的相位分配进行全面详细规划。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法和系统，用于解决大规模并行信号传输导航卫星测距码和公用子测距码相位分配的技术问题。本专利技术采用如下的技术方案：基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，包括：S1通过寄存器抽头值驱动非线性函数相互作用，以作用值为反馈端，构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器；所述非线性函数构成如下：以一种含不同参数单状态变量或多状态变量或函数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；S2设置非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的参数，所述参数包括：(非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的)级数N、产生的码长L；S3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寄存器的状态值；S4从相同或不同寄存器状态值的实部、虚部分别取部分抽头进行组合，得实部自抽头组合、虚部自抽头组合和实部和虚部互抽头组合；S5将实部任意1个抽头分别和虚部任意2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意1个抽头获得的一组抽头组合，根据导航卫星数量从中确定一部分抽头组合为导航卫星测距码的相位分配，其余部分抽头组合预留给后续导航卫星测距码的相位分配；将实部任意2个、3个、...、N个抽头分别和虚部任意1个、2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意2个、3个、...、N个抽头分别获得的多组抽头组合，根据大规模并行信号传输支路数量从多组抽头组合中确定一部分抽头组合为导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配；N为非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的级数；S6对导航卫星测距码的相位分配的抽头组合中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星测距码，或将导航卫星测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏测距码，并将其作为第一个并行信号传输支路专用子测距码；S7对导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星公用子测距码，或将导航卫星公用子测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏公用子测距码；S8将导航卫星测距码与导航卫星公用子测距码或导航卫星稀疏测距码与导航卫星稀疏公用子测距码分别进行模二和，得导航卫星专用子测距码；S9构建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实时传输的需要，其中并行信号传输支路可分为中小规模并行信号传输支路(少于100路)、大规模并行信号传输支路(不低于100路)和超大规模并行信号传输支路(不低于1000路)；S10产生卫星导航电文并以一定单位进行分组，所述以一定单位进行分组为按导航电文结构根据超帧或者主帧或者子帧或者字进行分组，或按一定长度字节分组；一种常用方式为：产生卫星导航电文并以字为单位、以超帧中含有的总字数除以大规模并行信号传输支路数为分组数进行大规模分组；S11将分组的卫星导航电文依次分别送入大规模并行信号传输支路；S12将导航卫星专用子测距码分别对大规模并行信号传输支路中的分组导航电文进行扩频；S13以不同频率偏移的载波或复数载波分别对大规模并行信号传输支路中的扩频信号进行调制；S14将并行信号传输支路的载波调制信号分成不同组分别加入一定信噪比的高斯白噪声或其它噪声，各组信号分别进行叠加并均衡功率；S15各组叠加信号形成导航卫星基带发射信号；S16将各组导航卫星基带发射信号在同一频点分别通过不同天线即多天线发射；S17接收端在同一频点以单天线单通道接收方式接收通过多天线发射的导航卫星基带导航信号，其中单天线单通道为每根天线只连接一个信号处理的通道，它负责对所有卫星导航信号的接收处理；S18截取一段基带卫星导航信号；S19选择发射端第1个并行信号传输支路；S20产生本地载波或复数载波；S21对步骤S18获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号,并采用排序法对其二值化；S22用第1个并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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支路接收的基带卫星导航信号去载波二值化信号解调导航电文,执行步骤S23，否则，执行步骤S18；S23选择发射端第2个并行信号传输支路，取第2个并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码；S24截取一段基带卫星导航信号；S25产生本地载波或复数载波；S26对步骤S24获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号，并采用排序法对其二值化；S27用该并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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二值化信号解调导航电文；此处并行信号传输支路为步骤S23中的发射端第2个并行信号传输支路；S28选择发射端下一个并行信号传输支路序号，取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S29，否则，执行步骤S24；S29将从各并行信号传输支路获得的导航电文由并变为串，获得导航卫星的导航电文；S30结束。按上述方案，所述步骤S1中对非线性函数，改变构成非线性函数的变量或函数或复合函数包含的参数，所述参数包括位置偏移量、状态平移量、次方、函数的幅度、相位、工作频率、构建非线性函数的实数；要重新调整变量或函数或复合函数的非线性强度、非线性函数的扩散系数，以实现产生的伪随机数的改变。按上述方案，所述步骤S4中，寄存器状态值的实部、虚部分别从实部取一部分抽头与实部另一部分抽头进行组合获得的实部自抽头组合、从虚部取一部分抽头与虚部另一部分抽头进行组合获得的虚部自抽头组合和从实部取一部分抽头与从虚部取另一部分抽头进行组合获得的互抽头组合，根据导航卫星测距码的相位分配、导航卫星并行信号传输支路公用子测距码的相位分配的需要，分别从这些抽头组合中选取一部分抽头组合进行各自相位的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，包括：S1通过寄存器抽头值驱动非线性函数相互作用，以作用值为反馈端，构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器；所述非线性函数构成如下：以一种含不同参数单状态变量或多状态变量或函数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；S2设置非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的参数，所述参数包括：级数N、产生的码长L；S3以相同或不同复数数据分别初始化非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的寄存器的状态值；S4从相同或不同寄存器状态值的实部、虚部分别取部分抽头进行组合，得实部自抽头组合、虚部自抽头组合和实部和虚部互抽头组合；S5将实部任意1个抽头分别和虚部任意1个、2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意1个抽头获得的一组抽头组合，根据导航卫星数量从中确定一部分抽头组合作为导航卫星测距码的相位分配，其余部分抽头组合预留给后续导航卫星测距码的相位分配；将实部任意2个、3个、...、N个抽头分别和虚部任意1个、2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意2个、3个、...、N个抽头分别获得的多组抽头组合，根据大规模并行信号传输支路数量从多组抽头组合中确定一部分抽头组合为导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配；S6对导航卫星测距码的相位分配的抽头组合中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星测距码，或将导航卫星测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏测距码，并将其作为第一个并行信号传输支路专用子测距码；S7对导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星公用子测距码，或将导航卫星公用子测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏公用子测距码；S8将导航卫星测距码与导航卫星公用子测距码或导航卫星稀疏测距码与导航卫星稀疏公用子测距码分别进行模二和，得导航卫星专用子测距码；S9构建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实时传输的需要；S10产生卫星导航电文并以一定单位进行分组，所述以一定单位进行分组为按导航电文结构根据超帧或者主帧或者子帧或者字进行分组，或按一定长度字节分组；S11将分组的卫星导航电文依次分别送入大规模并行信号传输支路；S12根据导航卫星专用子测距码分别对大规模并行信号传输支路中的分组导航电文进行扩频；S13以不同频率偏移的载波或复数载波分别对大规模并行信号传输支路中的扩频信号进行调制；S14将并行信号传输支路的载波调制信号分成不同组分别加入一定信噪比的高斯白噪声或其它噪声，各组信号分别进行叠加并功率均衡；S15各组叠加信号形成导航卫星基带发射信号；S16将各组导航卫星基带发射信号在同一频点分别通过不同的天线即多天线发射；S17接收端在同一频点以单天线单通道接收方式接收通过多天线发射的导航卫星基带导航信号，其中单天线单通道为每根天线只连接一个信号处理的通道，用于对所有卫星导航信号的接收处理；S18截取一段基带卫星导航信号；S19选择发射端第1个并行信号传输支路；S20产生本地载波或复数载波；S21对步骤S18获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号,并采用排序法对其二值化；S22用第1个并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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支路接收的基带卫星导航信号去载波二值化信号解调导航电文,执行步骤S23，否则，执行步骤S18；S23选择发射端第2个并行信号传输支路，取第2个并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码；S24截取一段基带卫星导航信号；S25产生本地载波或复数载波；S26对步骤S24获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号，并采用排序法对其二值化；S27用该并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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二值化信号解调导航电文；S28选择发射端下一个并行信号传输支路序号，取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S29，否则，执行步骤S24；S29将从各并行信号传输支路获得的导航电文由并变为串，获得导航卫星的导航电文；S30结束。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，包括：S1通过寄存器抽头值驱动非线性函数相互作用，以作用值为反馈端，构建非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器；所述非线性函数构成如下：以一种含不同参数单状态变量或多状态变量或函数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；S2设置非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的参数，所述参数包括：级数N、产生的码长L；S3以相同或不同复数数据分别初始化非线性函数驱动复数移位伪随机码发生器的寄存器的状态值；S4从相同或不同寄存器状态值的实部、虚部分别取部分抽头进行组合，得实部自抽头组合、虚部自抽头组合和实部和虚部互抽头组合；S5将实部任意1个抽头分别和虚部任意1个、2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意1个抽头获得的一组抽头组合，根据导航卫星数量从中确定一部分抽头组合作为导航卫星测距码的相位分配，其余部分抽头组合预留给后续导航卫星测距码的相位分配；将实部任意2个、3个、...、N个抽头分别和虚部任意1个、2个、3个、...、N个抽头进行组合得到通过实部任意2个、3个、...、N个抽头分别获得的多组抽头组合，根据大规模并行信号传输支路数量从多组抽头组合中确定一部分抽头组合为导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配；S6对导航卫星测距码的相位分配的抽头组合中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星测距码，或将导航卫星测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏测距码，并将其作为第一个并行信号传输支路专用子测距码；S7对导航卫星大规模并行信号传输支路公用子测距码的相位分配中的各抽头输出的伪随机数分别进行二值化并模二和，得导航卫星公用子测距码，或将导航卫星公用子测距码前面或中间或后面补充部分0值，得导航卫星稀疏公用子测距码；S8将导航卫星测距码与导航卫星公用子测距码或导航卫星稀疏测距码与导航卫星稀疏公用子测距码分别进行模二和，得导航卫星专用子测距码；S9构建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实时传输的需要；S10产生卫星导航电文并以一定单位进行分组，所述以一定单位进行分组为按导航电文结构根据超帧或者主帧或者子帧或者字进行分组，或按一定长度字节分组；S11将分组的卫星导航电文依次分别送入大规模并行信号传输支路；S12根据导航卫星专用子测距码分别对大规模并行信号传输支路中的分组导航电文进行扩频；S13以不同频率偏移的载波或复数载波分别对大规模并行信号传输支路中的扩频信号进行调制；S14将并行信号传输支路的载波调制信号分成不同组分别加入一定信噪比的高斯白噪声或其它噪声，各组信号分别进行叠加并功率均衡；S15各组叠加信号形成导航卫星基带发射信号；S16将各组导航卫星基带发射信号在同一频点分别通过不同的天线即多天线发射；S17接收端在同一频点以单天线单通道接收方式接收通过多天线发射的导航卫星基带导航信号，其中单天线单通道为每根天线只连接一个信号处理的通道，用于对所有卫星导航信号的接收处理；S18截取一段基带卫星导航信号；S19选择发射端第1个并行信号传输支路；S20产生本地载波或复数载波；S21对步骤S18获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号,并采用排序法对其二值化；S22用第1个并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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支路接收的基带卫星导航信号去载波二值化信号解调导航电文,执行步骤S23，否则，执行步骤S18；S23选择发射端第2个并行信号传输支路，取第2个并行信号传输支路的导航卫星专用子测距码；S24截取一段基带卫星导航信号；S25产生本地载波或复数载波；S26对步骤S24获得的导航信号用多普勒频移载波匹配法或串行干扰抵消法去载波获得去载波信号，并采用排序法对其二值化；S27用该并行信号传输支路专用子测距码与去载波二值化信号以基于FFT的循环相关法进行相关处理，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二值化信号解调导航电文；S28选择发射端下一个并行信号传输支路序号，取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S29，否则，执行步骤S24；S29将从各并行信号传输支路获得的导航电文由并变为串，获得导航卫星的导航电文；S30结束。2.根据权利要求1所述的基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，包括：所述步骤S1中对非线性函数，改变构成非线性函数的变量或函数或复合函数包含的参数，所述参数包括位置偏移量、状态平移量、次方、函数的幅度、相位、工作频率、构建非线性函数的实数；要重新调整变量或函数或复合函数的非线性强度、非线性函数的扩散系数，以实现产生的伪随机数的改变。3.根据权利要求1所述的基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，所述步骤S4中，寄存器状态值的实部、虚部分别从实部取一部分抽头与实部另一部分抽头进行组合获得的实部自抽头组合、从虚部取一部分抽头与虚部另一部分抽头进行组合获得的虚部自抽头组合和从实部取一部分抽头与从虚部取另一部分抽头进行组合获得的互抽头组合，根据导航卫星测距码的相位分配、导航卫星并行信号传输支路公用子测距码的相位分配的需要，分别从这些抽头组合中选取一部分抽头组合进行各自相位的分配。4.根据权利要求1所述的基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，所述步骤S5中，导航卫星测距码的相位分配、导航卫星并行信号传输支路公用子测距码的相位分配采用如下方式实现：由包含不同子伪随机码发生器的相同或不同伪随机码发生器的不同寄存器抽头进行组合获得。5.根据权利要求1所述的基于Hzb码北斗卫星子测距码相位分配实现方法，其特征在于，所述步骤S8中，导航卫星测距码...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志彪，肖模艳，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42