一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法技术

本发明专利技术专利公开了一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，涉及卫星导航辅助增强领域。该方法利用构造的模数方程产生跳时位置索引基矩阵，然后根据伪卫星相关跳时参数之间的关系，通过基矩阵组合及行向量组合得到跳时位置索引总矩阵及其子矩阵，进而得到所需跳时位置索引码表。利用本发明专利技术所给出的随机跳时脉冲伪卫星跳时码表性能要优于现有Locata和RTCMSC

【技术实现步骤摘要】
一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法


[0001]本专利技术涉及一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，属于卫星导航辅助增强领域，尤其涉及一种利用构造的模数方程产生跳时位置索引基矩阵，然后根据伪卫星相关跳时参数之间的关系，通过基矩阵组合及行向量组合得到跳时位置索引总矩阵及其子矩阵，进而得到所需跳时位置索引码表的方法。

技术介绍

[0002]在一些特殊的环境中，如建筑物内部、露天矿井以及山谷等，由于受遮蔽或衰减等因素的影响，会使得到达接收机的卫星导航信号数目发生显著减少；另一方面，由于受自然界干扰或人为干扰等因素的影响，也会使得可被接收机使用的卫星信号数减少。对此，可在地面或地面附近安装一定数量的伪卫星，通过利用伪卫星发射的与卫星导航信号格式相类似的信号，来代替部分不可用的卫星导航信号，达到提高接收机工作性能并增强卫星导航系统可靠性的目的。但与此同时，由于伪卫星通常被安装在地面或地面附近，这使得伪卫星到接收机的距离远小于导航卫星到接收机的距离，而根据信号强度与距离平方成反比的关系可知，在接收机中伪卫星信号要强于卫星导航信号，其结果是会产生严重的“远近”干扰问题。更具体一点，接收机在使用接收的伪卫星信号和卫星导航信号进行联合定位时，强伪卫星信号的存在会干扰或压制接收机对部分比较弱的卫星导航信号的正常使用，从而导致接收机性能提高不明显甚至没有提高，最终使得利用伪卫星增强卫星导航系统性能的方法失败。
[0003]为了解决伪卫星在增强卫星导航系统性能时带来的“远近”干扰问题，一种比较通行的做法是对伪卫星发射信号采用随机跳时脉冲调制，即利用具有一定占空比宽度的随机跳时脉冲序列对前端产生的直接序列扩频连续波信号进行门控，从而使得输出的伪卫星信号变成波形不连续的类脉冲信号。另一方面，为了使产生的类脉冲伪卫星信号具有和门控前连续信号相类似的频谱特征，通常需对门控跳时脉冲的位置采用随机或伪随机方式选取，或者说，需对与跳时位置相对应的跳时位置索引进行随机排列。与此同时，由于跳时脉冲伪卫星在一个数据比特周期内的扩频增益不能小于门控前连续信号在一个数据比特周期内的增益，这样就需对一个数据比特周期内跳时位置索引的排列情况进行分析设计。而这里跳时位置索引在一个数据比特周期内的排列结果实际上就是伪卫星的跳时位置索引码表。在应用中，为了有效区分不同的伪卫星信号，通常需给不同的伪卫星分配不同的跳时码表。
[0004]基于上述分析可知，探索和发掘出随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，对于设计出性能良好的跳时脉冲伪卫星信号具有重要的价值和意义，同时也可为接收端有效捕获和跟踪该种伪卫星信号提供一个基础。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，从
而为实现伪卫星辅助增强卫星导航系统性能提供一种新的保障措施。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]S1：根据随机跳时脉冲伪卫星信号设计中预设的脉冲占空比，确定一个大于且最接近于占空比倒数的素数，同时根据所确定的素数，得到一个跳时帧中所含的时隙数；
[0008]S2：以S1步骤中所确定的素数为模，构造出产生跳时位置索引基矩阵元素的模数方程，并根据方程得到模数值个基矩阵；
[0009]S3：按照伪卫星一个数据比特周期中所含跳时超帧个数与一个基矩阵中所含跳时超帧个数的比值，从S2步骤所产生的跳时位置索引基矩阵中随机选择出大于或等于比值数个不同基矩阵组合到一起，以得到跳时位置索引总码表矩阵；
[0010]S4：根据伪卫星一个数据比特周期中所含跳时帧个数与总码表矩阵一行中所含跳时帧个数的比值，从S3步骤所得到的跳时位置索引总码表矩阵中选取出大于或等于比值数个不同行向量以构成一个子矩阵，再将该子矩阵各行向量按顺序排成一行即得到所需的跳时位置索引码表。
[0011]所述步骤S1中大于且最接近于占空比倒数的素数确定方法为：
[0012]且p为最接近的素数；
[0013]式中，d为随机跳时脉冲伪卫星信号设计中预先确定的占空比，运算符表示向上取整运算。
[0014]而根据所确定的素数p，计算一个跳时帧中所含的时隙数方法为：
[0015]N
f
＝p
‑
1；
[0016]式中，N
f
表示随机跳时脉冲伪卫星一个跳时帧中所含的时隙数。
[0017]所述步骤S2中产生跳时位置索引基矩阵元素的模数方程构造方法为：
[0018][0019]式中，p为S1步骤中确定的素数，mod p表示对素数p求模值；i、j和l分别表示所产生的跳时超帧索引、跳时帧索引、以及所产生的跳时基矩阵索引，i、j和l均为正整数且1≤i,j,l≤N
f
；为第l个基矩阵中处于第i行和第j列的元素，且在集合{0,1,2,
…
,N
f
‑
1}中取值，这里对的求解采用简单的分数求模方法即可得到。
[0020]而利用产生的第l个(1≤l≤N
f
)基矩阵的方法为：
[0021][0022]所述步骤S3中产生跳时位置索引总码表矩阵的方法为：
[0023][0024]式中，为根据跳时超帧个数比值n
b
/n
s
所选择的基矩阵个数，其中n
b
为伪卫星一个数据比特周期中所含跳时超帧个数，而n
s
则为一个基矩阵中所包含的跳时超帧个数；为产生的跳时位置索引总码表矩阵，为随机选择出的由S2步骤所产生的N个基矩阵；l1,l2,
…
,l
N
为选择出的基矩阵索引号，l1≠l2≠
…
≠l
N
且1≤
l1,l2,
…
,l
N
≤N
f
。
[0025]所述步骤S4中从跳时位置索引总码表矩阵中选取出大于或等于比值数个不同行向量以构成一个子矩阵的方法为：
[0026][0027]式中，为根据跳时帧个数比值m
b
/m
t
从步骤S3产生的总基矩阵中选取的行向量个数，其中m
b
为伪卫星一个数据比特周期中所含跳时帧个数，而m
t
则为总码表矩阵一行中所含跳时帧个数；为产生的跳时位置索引码表子矩阵，分别为与相对应的各个子矩阵，且构成各个子矩阵的行向量索引号与构成总子矩阵的行向量索引号相同。
[0028]本专利技术的有益效果是：通过上述所给的本专利技术技术方案，利用本专利技术所给出的随机跳时脉冲伪卫星跳时码表性能要优于现有Locata和RTCM SC
‑
104(以下简称RTCM)方案中所给出的结果。因而所给方法适合在利用跳时脉冲伪卫星辅助增强卫星导航系统性能的场合推广应用。
附图说明
[0029]图1是本专利技术利用所给方法设计出的随机跳时脉冲伪卫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：根据随机跳时脉冲伪卫星信号设计中预设的脉冲占空比，确定一个大于且最接近于占空比倒数的素数，同时根据所确定的素数，得到一个跳时帧中所含的时隙数；S2：以所确定的素数为模，构造出产生跳时位置索引基矩阵元素的模数方程，并根据方程得到模数值个基矩阵；S3：按照伪卫星一个数据比特周期中所含跳时超帧个数与一个基矩阵中所含跳时超帧个数的比值，从S2步骤所产生的跳时位置索引基矩阵中随机选择出大于或等于比值数个不同基矩阵组合到一起，以得到跳时位置索引总码表矩阵；S4：根据伪卫星一个数据比特周期中所含跳时帧个数与总码表矩阵一行中所含跳时帧个数的比值，从S3步骤所得到的跳时位置索引总码表矩阵中选取出大于或等于比值数个不同行向量以构成一个子矩阵，再将该子矩阵各行向量按顺序排成一行即得到所需的跳时位置索引码表。2.根据权利要求1所述的一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，其特征在于，所述步骤S1中根据随机跳时脉冲伪卫星信号设计中预设的占空比，确定一个大于且最接近于占空比倒数的素数方法为：且p为最接近的素数；式中，d为随机跳时脉冲伪卫星信号设计中预先设定的占空比，运算符表示向上取整运算；而根据所确定的素数p，计算一个跳时帧中所含的时隙数方法为：N
f
＝p
‑
1；式中，N
f
表示随机跳时脉冲伪卫星一个跳时帧中所含的时隙数。3.根据权利要求1所述的一种随机跳时脉冲伪卫星跳时位置索引码表的产生方法，其特征在于，步骤S2中以所确定的素数为模，构造出的产生跳时位置索引基矩阵元素的模数方程为：式中，i、j和l分别表示所产生的跳时超帧索引、跳时帧索引以及所产生的跳时基矩阵索引，i、j和l均为正整数且1≤i,j,l≤N
f
；为第l个基矩阵中处于第i行和第j列的元素，且在集合{0,1,2,
…
,N
f
‑
1}中取值，这里对...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡毅，贾小林，蔚保国，邓志鑫，蔡霖培，马珺，林其斌，彭靳，邹国柱，周昌海，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：