[发明专利]一种扩跳频体制无线电导航系统同步方法

说明书

(一)技术领域

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)背景技术

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)发明内容

本发明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。

本发明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4-1、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。