一种卫星信号定位中通信信号的同频对消方法与流程

技术特征：

1.一种卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、对通信信号中的旁瓣信号y(k)进行解调，获得干扰信号i(k)对应的修正后的码速率载波频率解调码元s(k)和最佳采样点b(k)；

s2、利用最佳采样点b(k)，采用最小二乘法，估计出初始最佳采样点与初始采样点间的小数延迟及干扰信号i(k)的过采样倍数

s3、利用修正后的载波频率对旁瓣信号y(k)进行处理，得到旁瓣信号y(k)对应的基带信号yb(k)；

s4、基于解调码元s(k)、码速率载波频率过采样倍数和小数延迟在基带上进行初步干扰信号重构，获得初步重构信号zb(k)；

s5、确定初步重构信号zb(k)和基带信号间yb(k)的延迟采样点k0；

s6、确定最优滚降系数

s7、基于确定的最优滚降系数和延迟采样点k0，生成精估重构信号z′b(k)；

s8、采用最小二乘法对精估重构信号z′b(k)和基带信号yb(k)进行复数幅度估计，得到幅度和初相的估计幅度比

s9、基于估计幅度比基带信号yb(k)和精估重构信号z′b(k)，构建同频对消信号c(k)，实现对卫星信号定位中通信信号的同频对消。

2.根据权利要求1所述的卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s1中，通过利用调制识别技术获得旁瓣信号y(k)中通信干扰信号i(k)的调制参数，并基于该调制参数对旁瓣信息进行解调，得到估计参数；

所述估计参数包括修正后的码速率载波频率f'c、解调码元s(k)和最佳采样点b(k)。

3.根据权利要求1所述的卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：

s21、基于最佳采样点b(k)，构造超定方程组ka＝b；

其中，k为系数矩阵，a为参数矩阵，b为最佳采样点构成的列向量；

s22、对超定方程组ka＝b进行求解得到参数矩阵a，进而得到干扰信号的过采样倍数及其初始最佳采样点

其中，参数矩阵a为：

式中，为干扰信号i(k)的过采样倍数，为干扰信号的初始最佳采样点，n为采样点总数，b(1),b(2),...,b(n)为第1,2,...,n个采样点对应的过采样倍数与初始最佳采样点之和，上标t为转置运算符；

s23、确定初始最佳采样点与初始采样点之间的最佳采样点b(k)间的小数延迟

其中，为向下取整符号。

4.根据权利要求1所述的卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：

s31、通过修正后的载波频率对旁瓣信号y(k)进行数字下变频处理；

s32、取干扰信号i(k)和旁瓣信号y(k)中的有用信号s2(k)的最大带宽对数字下变频处理后的信号进行低通滤波处理，得到对应的基带信号yb(k)。

5.根据权利要求1所述的卫星定位信号中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：

s41、基于解调码元s(k)及干扰信号i(k)的调制类型，得到解调码元映射后的信号g0；

s42、通过信号g0进行倍上采样，得到上采样信号g1；

s43、基于上采样信号g1，用滚降系数α＝0.3、群延迟为20的根升余弦滤波器进行成形滤波，得到基带信号g2；

s44、对基带信号g2进行小数延迟的3阶拉格朗日插值，得到插值基带信号g3；

s45、用修正后的载波频率与调制识别得到的载波频率fc之差对插值基带信号g3进行数字上变频，获得初步重构信号zb(k)；

其中，初步重构信号zb(k)为：

式中，hα(·)为滚降系数α＝0.3、群延迟为20的根升余弦滤波器的单位冲击响应，*为卷积符号，·为乘积符号，map(·)为对应调制方式的码元映射，upsample(·)是以过采样倍数为四舍五入取整的升采样，fs为采样率。

6.根据权利要求1所述的卫星定位信号中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述延迟采样点k0为：

式中，表示取模值最大的k值，k为离散采样点，||xcorr(zb(k),yb(k))||为取模值符号，xcorr(zb(k),yb(k))为互相关计算符。

7.根据权利要求1所述的卫星定位信号中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s6具体为：

s61、确定滚降系数范围；

s62、在滚降系数范围内按设定步长依次产生滚降系数；

s63、利用当前滚降系数、解调码元s(k)、延迟采样点k0、码速率r's、小数延迟及基带信号yb(k)的采样倍数构建当前临时对比信号zba(k)；

s64、估计当前临时对比信号zba(k)与信号yb(k)的复幅度比

s65、确定基带信号yb(k)和复幅度比的乘积与临时对比信号zba(k)和复幅度比的差值，得到信号残差loss；

s66、重复步骤s62～s65，遍历所有滚降系数，将最小信号残差loss对应的滚将系数作为最优的滚降系数

其中，复幅度比γ'为：

式中，上划线表示取共轭；

信号残差loss为：

滚降系数复幅度比γ'为：

式中，k为离散采样点，n为离散采样点总数。

8.根据权利要求5所述的卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s7中，基于步骤s4中的初步重构信号zb(k)获取方法，将其中的滚降系数α＝0.3替换为最优滚滚降系数并加入延迟采样点k0，生成精估重构信号z′b(k)；

所述精估重构信号z′b(k)为：

9.根据权利要求7所述的卫星定位信号中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s8中，基于步骤s6中确定最优滚降系数过程中的复幅度比的确定方法，将精估重构信号z′b(k)和基带信号利用最小二乘法进行复数幅度估计，得到幅度和初相的估计幅度比

所述估计幅度比为：

10.根据权利要求9所述的卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，其特征在于，所述步骤s9中，构建的同频对消信号c(k)为：

式中，s2(k)为通信信号中的有用信号，n2(k)为旁瓣信号中的噪声信号，o(k)为对通信干扰信号i(k)重构抵消后的残差；

其中，对通信干扰信号i(k)重构抵消后的残差o(k)为：

技术总结
本发明公开了一种卫星信号定位中通信信号的同频对消方法，通过抑制旁瓣信号中正常通信干扰信号，使得旁瓣信号在信噪比较低时也能正确地与主瓣信号构成双星条件正确的估计时频差定位。

技术研发人员：夏畅雄;刘志宇;汪毅;高峰
受保护的技术使用者：北京科电航宇空间技术有限公司
技术研发日：2021.02.24
技术公布日：2021.07.23