一种基于正交域干扰优化重叠复用的卫星导航信号增强方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于正交域干扰优化的重叠复用卫星导航信号增强方法，是一种新的卫星导航信号增强方式，通过对C/A码调制卫星导航信号的Walsh域正交变换，在Walsh域优化选择干扰较小的Walsh码进行扩频通信，实现卫星导航增强信号与扩频通信信号的重叠发射，解决异频段卫星导航信号的隐蔽增强，及双信号频谱重叠复用问题。本发明设计了一个双信号重叠复用扩频发射机和一个双信号扩频处理接收机，完成卫星导航增强信号的Walsh域正交变换，通信信号的Walsh域干扰优化，通信信号的重构与抵消，卫星导航信号的分离、捕获、跟踪与测距功能。
【专利说明】—种基于正交域干扰优化重叠复用的卫星导航信号增强方法
一、【技术领域】
[0001]本发明属于卫星导航【技术领域】，尤其涉及了采用通信频段对卫星导航信号进行异频增强发射的方法，是一种新的卫星导航信号增强和抗干扰技术，同时也是一种实现安全隐蔽导航的新技术。
二、【背景技术】
[0002]卫星导航系统由于卫星的高轨特性和信号的码分多址(CDMA)扩频体制，使得到达地面的信号功率非常低，抗干扰性能差，很容易受到各种有意或无意的干扰。另一种更为严重的情况是，由于一些特殊情况的需要，卫星控制方有时还会对系统进行加扰或进行反欺(AS)，这会使原本就比较脆弱的系统更是雪上加霜，导致定位精度大大降低甚至无法直接使用。因此，增强卫星导航信号的可用性和抗干扰性，对于现代卫星导航接收机来说，就具有非常重要的意义。另一方面，在扩频移动通信中，同制式多信号重叠通信系统已经研究的比较成熟和深入，这些研究的目的是要消除同体制其它系统信号对本系统的干扰，以提高系统的性能，而不同制式多信号重叠通信技术还研究较少。不同制式多信号重叠可以进一步提高频谱利用率、实现弱信号的隐蔽传输，达到安全通信的目的。
[0003]本发明专利基于干扰优化重叠复用的思想，通过正交域的变换，在通信信号上叠加上一个同载波调制的弱卫星导航信号，从而实现卫星导航系统增强的目的。具体来说，首先从通信扩频Walsh码中取出部分码序列对弱卫星导航信号进行线性变换，以保证变换信号与原通信信号的相互正交性，然后将变换后的信号与通信信号进行叠加，并在相应通信频段上实现对合成后信号的载波调制与发射。而在接收端则利用两种叠加信号强弱的不同，首先重构出强通信信号，并从接收信号中对其进行抑制和抵消，以获得弱卫星导航增强信号，再按常规导航接收机的解扩解调方法，完成对信号的跟踪捕获与解调，从而实现异频段卫星导航信号的增强。
三、
【发明内容】
[0004]1、发明目的:本发明的目的是提供一种导航卫星信号增强方法，为弱信号环境或导航频段受到强干扰时增强导航接收机的可用性和完好性提供一种新的保障措施。
[0005]2、技术方案:为了达到上述发明目的，本发明包括下列步骤:
[0006](I)给出了一种C/A码信号的近似表示方法:根据所选用Walsh码，按照FWHT变换方式对所产生的GPS C/A码信号进行变换，同时根据信号恢复的要求对变换后的系数进行阈值设定，使低于该阈值的所有系数都变为0，而大于该阈值的系数保持不变，这样即可完成对变换系数的稀疏化处理及对输入C/A码信号的线性变换，即完成用部分Walsh码来表示C/A码的目的。而经过这种稀疏化处理后的C/A码信号，只要压缩系数的阈值选取的适当，用其对C/A近似线性表示而对后端的信号性能影响是很小的，图1就给出了这种经FWHT变换和系数稀疏化处理后，对C/A码近似线性表示所用的128阶Walsh码序号(其中系数变为O的表不不选用)。
[0007](2)将变换后C/A码信号与通信信号进行叠加:令C/A码部分Walsh码线性表示
为
[0008]
【权利要求】
1.一种基于正交域干扰优化重叠复用的卫星导航信号增强方法。其特征在于采用Walsh域干扰优化措施，将GPS C/A码信号用多个Walsh码近似表示并调制后，与异频段通信信号叠加发射，实现Walsh码扩频通信和卫星导航信号增强的双重功能。具体实现方法是对GPS C/A码信号经过FWHT变换，用变换系数大于某一阈值的Walsh码子集来近似线性表示C/A码，再从剩余Walsh码子集中选取干扰较小的码进行扩频通信；接收端先重构并抵消通信信号，提取微弱的卫星导航信号，通过捕获、跟踪与测距实现卫星导航信号的增强。
【文档编号】G01S19/21GK103487815SQ201310466709
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】宋茂忠, 胡毅, 沈燕群 申请人:南京航空航天大学