一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法与流程

本发明涉及卫星导航定位领域，尤其涉及一种双频星载卫星导航增强信号产生方法。

背景技术：

以卫星导航导航技术已在无人自动驾驶汽车领域，低轨星基卫星导航增强系统是尤为关键的一个技术支撑。以vrs技术为代表的地基增强系统(cors)有很多技术缺陷，比如通讯受限，框架不统一，并发压力大，维护成本高等缺点。相对于同步地球轨道为代表的高轨卫星导航增强系统，低轨星基卫星导航增强系统所需要的卫星导航增强下行信号功率要小很多，到达地球表面的下行信号功率要强。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是为了解决高轨星基卫星导航增强系统需要地面站定时上注卫星导航系统修正参数带来的系统复杂、成本高、星载卫星增强系统所需发射功率大、因为路径太远到达地面信号功率小等缺点，为了解决地基增强系统通讯受限、框架不统一、并发压力大、维护成本高等缺点，提出一种小型化、低功耗的双频低轨星基卫星导航增强设备设计。

本发明所采用的技术方案为：

一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法，包括以下步骤：

(1)主控分机接收来自高轨的gps卫星导航信号，进行定位解算、卫星定轨和轨道外推，获得轨道参数；并提取gps卫星导航信号的时间信息获取星钟参数进行授时，对本地高稳晶振进行驯服；

(2)主控分机将得到的轨道参数和星钟参数进行解析并组成电文帧；

(3)主控分机在星务计算机控制下开启卫星导航增强信号发射分机，同时将10mhz频率信号和pps秒脉冲信号输出至卫星导航增强信号发射分机，并接收星务计算机的控制指令；

(4)卫星导航增强信号发射分机在10mhz频率信号和pps秒脉冲信号的驱动下，接收来自主控分机的控制指令，在控制指令的控制下产生本地扩频码，并定时接收来自主控分机的电文帧进行解析缓存；

(5)卫星导航增强信号发射分机规划两套基带频率和发射本振频率；将解析缓存后的电文和本地扩频码进行扩频调制后分别与两个基带频率进行调制，产生两个基带信号；分别将两个基带信号与对应的发射本振信号进行正交调制产生两个卫星导航增强信号。

本发明针相对背景技术具有如下优点：

(1)本发明相比高轨(同步地球轨道)卫星导航增强系统，通过主控分机实时接收gps卫星导航信号，进行定位、定轨和授时等运算处理，将轨道参数、卫星钟差以及大气延迟等信息进行电文组帧，注入至发射分机，由发射分机信号生成和调制后进行播发，无需地面注入即可实时解算更新轨道、卫星钟差以及大气延迟等参数，大大简化了星基卫星导航增强系统设计。同时，相对于高轨卫星导航增强系统，低轨双频星基卫星导航增强设备所需的下行发射功率下，到达地面信号功率强。

(2)本发明只需向地面单向播发卫星导航增强信号，相比于地基增强系统，具有卫星导航增强信号覆盖范围大，成本低，同时双频下行信号可有效消除电离层误差等不利因素，具备很高的实用性和应用前景。

附图说明

图1是本发明的整体框架图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的描述：

本发明一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法，包括以下步骤：

(1)主控分机接收来自高轨的gps卫星导航信号，进行定位解算、卫星定轨和轨道外推，获得轨道参数；并提取gps卫星导航信号的时间信息获取星钟参数进行授时，对本地高稳晶振进行驯服；

(2)主控分机将得到的轨道参数和星钟参数进行解析并组成电文帧；

(3)主控分机在星务计算机控制下开启卫星导航增强信号发射分机，同时将10mhz频率信号和pps秒脉冲信号输出至卫星导航增强信号发射分机，并接收星务计算机的控制指令；

(4)卫星导航增强信号发射分机在10mhz频率信号和pps秒脉冲信号的驱动下，接收来自主控分机的控制指令，在控制指令的控制下产生本地扩频码，并定时接收来自主控分机的电文帧进行解析缓存；

(5)卫星导航增强信号发射分机规划两套基带频率和发射本振频率；将解析缓存后的电文和本地扩频码进行扩频调制后分别与两个基带频率进行调制，产生两个基带信号；分别将两个基带信号与对应的发射本振信号进行正交调制产生两个卫星导航增强信号；

(6)卫星导航增强信号发射分机将产生的双频卫星导航增强信号输入至滤波电路，滤波处理后经功放模块放大输出至发射天线进行播发。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法，针对高轨卫星导航增强系统发射信号功率大而到达地面信号功率小以及地面站复杂等缺点，针对地基增强系统通讯受限、框架不统一、并发压力大以及维护成本高等缺点，提出一种双频低轨星基卫星导航增强信号产生方法。该方法主要针对低轨星基卫星导航增强设备进行设计和实现，由主控分机和发射分机组成，主控分机可接收GNSS卫星导航信号，完成轨道计算和外推、星钟驯服、电文组帧和注入，发射分机将电文和扩频码进行扩频调制，通过设计两套发射频率，产生双频卫星导航增强信号，具备低成本、低功耗、提供较高的定位精度的卫星导航增强信号。

技术研发人员：刘市;陈沛林;王刚;王永超;张建伟
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：2018.11.30
技术公布日：2019.03.19