一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法技术方案

本发明专利技术提供的是一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法。天线（１）接收无线电信号传送给低噪声放大器（２），低噪声放大器（２）将信号作低噪声放大，再发送给射频处理模块（３）；射频处理模块（３）对信号进行滤波和自动增益控制（ＡＧＣ）处理后，将信号发给扩跳频同步模块（４）；扩跳频同步模块（４）实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块（５）根据扩跳频同步模块（４）提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算后续操作。本发明专利技术有效地改进了扩跳频信号的捕获和跟踪性能，可以实现较长的直扩序列和跳频序列的快速捕获和稳定跟踪，同步速度比现有的“先同步跳频，再同步直扩”方法有很大提高，同步精度高，保密性也得到保证。

【技术实现步骤摘要】

本涉及的是一种扩跳频体制无线电导航技术，具体涉及一种应用于扩跳频体制无线电导航系统中的同步方法。(二)
技术介绍
无线电导航可以为用户快速可靠提供准确的导航定位信息，在航海、航空和地面 交通中都起着重要作用。然而，周边日益恶劣的战场电磁环境以及军事强敌蓄意的"导航 战"攻击，对新一代无线电导航系统的整体效能提出了更严格的要求。围绕实战背景下保障 导航定位权，突出以"三抗"即抗干扰、抗截获和抗摧毁为核心，成为评价无线电导航系统作 战保障效能的关键指标。 扩跳频技术综合了直扩技术和跳频技术的优点，是国内外公认最富有生命力的抗 干扰技术。通过选取不同的跳频频率可以成倍地增加系统的带宽，进而显著地提高系统的 处理增益，还能有效地克服"远近效应"，可以大大提高无线电导航系统的"三抗"能力，因此 将扩跳频技术应用于无线电导航系统具有广阔的应用前景和重要的战略意义。 扩跳频同步方法的实质就是实现跳频序列和直扩序列的共同同步。同步包括两个 步骤，捕获和跟踪。扩跳频同步技术的关键就在于跳频序列和直扩序列的共同捕获。然而， 跳频序列的捕获和直扩序列的捕获之间有相互制约的地方。跳频序列的捕获要求各个频点 上的有用信号尽可能易于检测，这样才能快速准确的捕获跳频序列。然而，由于扩跳频体制 中各个跳频频点的信道中传播的是经过直接扩频的信号，该信号功率低，具有伪随机性，所 以用一般方法难以检测出各个频点上何时出现了有用信号，这就增大了跳频序列捕获的难 度。直扩序列的捕获要求接收到尽可能完整的直扩序列，这样才能克服干扰，准确快速的捕 获直扩序列。然而，扩跳频信号中的直扩序列分段调制在各个频点上，需要先实现跳频码的 大致同步才能组合出较完整的直扩序列。受上述制约，目前的针对扩跳频体制无线电导航 系统的研究，所采用的都是较短的直扩码，长度大多在1K左右。较短的直扩码可以减小捕 获的难度和时间，但是较短的直扩码的保密性很差，容易被截获破解。采用较长的直扩码， 如长度在8K以上，可以保证"三抗"能力，但是也大大增加了同步的时间。在实际应用中， 要求同步时间尽可能短。所以，研究扩跳频体制无线电导航系统的同步方法的首要问题是 在采用较长的直扩码的条件下，实现跳频序列和直扩序列的快速同步。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗干扰能力强、保密性好、同步时间短的一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法。 本专利技术的目的是这样实现的 天线(1)接收无线电信号传送给低噪声放大器(2)，低噪声放大器(2)将信号作低 噪声放大，天线1接收无线电信号；低噪声放大器2接收天线发送来的信号，并将其作低噪 声放大，再发送给射频处理模块3 ;射频处理模块3对信号进行滤波和自动增益控制(AGC)处理后，将信号发给扩跳频同步模块4 ;扩跳频同步模块4实现跳频序列和直扩序列的同 步；后续处理模块5根据扩跳频同步模块4提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位 置解算后续操作。 所述扩跳频同步模块4由跳频序列捕获装置4-l、直扩序列捕获装置4-2、跳频序 列精对准装置4-3、扩跳频跟踪装置4-4和载波跟踪装置4-5构成；跳频序列捕获装置4-1 采取"能量检测法"实现跳频序列初步捕获b，即使本地跳频序列与接收到的跳频序列对准 到1/4个跳频时隙以内；根据跳频序列和直扩序列的位置关联性，直扩序列捕获装置4-2在 跳频对准点左右各1/4个跳频时隙的范围内用滑动相关法捕获直扩序列，即直扩序列初步 捕获c ;再进入跳频序列和直扩序列的精捕获过程，即直扩序列初步捕获完成后，跳频序列 精对准装置4-3将直扩序列的对准信息传递给跳频序列发生器，即使跳频序列也对准到误 差半个直扩码片之内，实现跳频序列精捕获d ;跳频序列捕获装置4-1根据精对准后的跳频 序列再作一次跳频序列能量检测，验证跳频序列精捕获的正确性；直扩序列捕获装置4-2 再做一次直扩序列捕获，即直扩序列精捕获e ;扩跳频跟踪装置4-4根据直扩序列精捕获e 得到的对准信息，进行直扩序列的跟踪；载波跟踪装置4-5在跳频序列和直扩序列都跟踪 好的状态下，进行载波跟踪，消除载波多普勒频移和初始相位误差。 扩跳频体制无线电导航系统的无线电信号分布在从^到fn的n个频点上，并在各 个频点之间根据预先设计的跳频序列作跳变；在各个跳频频点上的有用信号都是经过直接 扩频的信号；直扩序列的周期与跳频序列的周期一样；跳频频点数n为直扩序列整周期长 度N的因数，每个频点上分布m个直扩码片，则存在N = nXm的关系，即直扩信号均匀的分 布在各个频点上；虽然并不是任意级数的直扩序列和跳频序列都能满足这个条件，但满足 该条件的序列对还是容易找到的，例如，12级、14级、15级和16级伪码的码长都可以被多个 因数整除；通过上述设计，直扩序列和跳频序列就存在着相对固定的关系；利用这种直扩 序列和跳频序列的位置关联性可以明显改进直扩序列的捕获方法和跳频序列的跟踪方法。 现有的扩跳频体制因其具有抗干扰能力强，保密性强和抗"远-近效应"能力强的优点，已经广泛应用于无线移动通信。综上所述，本专利技术实现扩跳频混合扩频体制无线电导 航系统的同步，采用跳频序列和直扩序列位置相关的设计，有效地改进了扩跳频信号的捕 获和跟踪性能，可以实现较长的直扩序列和跳频序列的快速捕获和稳定跟踪，同步速度比 现有的"先同步跳频，再同步直扩"方法有很大提高，同步精度高，保密性也得到保证。本同 步方法可以有效提高扩跳频体制无线电导航系统的整体效能。附图说明 图1是扩跳频体制无线电导航系统信号结构示意图； 图2是扩跳频体制无线电导航系统同步方法的系统结构示意； 图3是扩跳频体制无线电导航系统扩跳频信号捕获过程的工作流程图； 图4是跳频序列捕获模块结构示意图； 图5是直扩序列捕获模块结构示意图； 图6是扩跳频信号跟踪模块结构示意图； 图7是载波跟踪模块结构示意图。具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述 结合图1说明本实施方式，本实施方式中的扩跳频体制无线电导航系统的无线电 信号分布在从^到fn的n个频点上，并在各个频点之间根据预先设计的跳频序列作跳变； 在各个跳频频点上的有用信号都是经过直接扩频的信号；直扩序列的周期与跳频序列的周 期相同；跳频频点数n为直扩序列整周期长度N的因数，每个频点上分布m个直扩码片，则 存在N = nXm的关系，即直扩信号可以均匀的分布在各个频点上；虽然并不是任意级数的 直扩序列和跳频序列都能满足这个条件，但满足该条件的序列对还是容易找到的，例如，12 级、14级、15级和16级伪码的码长都可以被多个因数整除；通过上述设计，直扩序列和跳频 序列就存在着相对固定的关系，利用这种直扩序列和跳频序列的位置关联性可以明显改进 直扩序列的捕获方法和跳频序列的跟踪方法。 结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式中扩跳频同步模块2需要和天线1、 低噪声放大器2、射频处理模块3和后续处理模块5协同工作才能实现无线电导航的目的； 天线1接受无线电信号；低噪声放大器2接受天线发送来的信号，并将其作低噪声放大，再 发送给射频处理模块3 ;射频处理模块3对信号进行滤波和自动增益控制(AGC)等处理后， 将信号发给扩跳频同步模块4 ;扩跳频同步模块4实现跳频序列和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法，其特征是：天线（１）接收无线电信号传送给低噪声放大器（２），低噪声放大器（２）将信号作低噪声放大，天线（１）接收无线电信号；低噪声放大器（２）接收天线发送来的信号，并将其作低噪声放大，再发送给射频处理模块（３）；射频处理模块（３）对信号进行滤波和自动增益控制（ＡＧＣ）处理后，将信号发给扩跳频同步模块（４）；扩跳频同步模块（４）实现跳频序列和直扩序列的同步；后续处理模块（５）根据扩跳频同步模块（４）提供的同步信息进行观测量提取、信息解调和位置解算后续操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐定杰，赵彦雷，沈锋，吴述敏，薛冰，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]