[发明专利]一种生成与播发超宽带导航信号的系统和方法

说明书

本发明一种生成与播发超宽带导航信号的系统和方法，系统包括：导航卫星星座、地面站、用户终端；导航卫星星座是由多个轨道面的多颗卫星构成，实现导航卫星星座对地面的四重及以上覆盖；导航卫星星座中每颗导航卫星与地面站均可建立连接，接收地面站上注的导航电文或者指令，导航卫星上有超宽带导航信号生成与播发载荷，根据时间频率基准、地面站上注的导航电文或者指令，在频谱监测功能控制下，灵活、捷变生成与播发超宽带导航信号；在有地面指令或自主干扰监测情况下，进行信号捷变，实现主动干扰规避，进一步提升抗干扰能力。

技术领域

本发明涉及一种生成与播发超宽带导航信号的系统和方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)应用广泛，是人们获取位置和时间信息的重要途径之一。当前已形成四大GNSS系统的格局，四大GNSS系统为美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗，它们的导航信号全部集中在1.1～1.6GHz的L频段内，满足ITU的频率分配规划。一方面，为了实现GNSS间的互操作，频谱有一定重叠，另一方面，为了避免相互间的干扰，要满足兼容性要求，对GNSS信号的频谱和功率都有严格限制。

具体而言，用于GNSS下行导航信号的L频段相对集中于1160-1300MHz，1559～1610MHz两段内，1300～1559MHz则是分配给其他业务使用。由于大部分GNSS信号的带宽在20.46MHz以内，且为了保持兼容，GNSS信号的落地功率较低(约-160dBW)，导致GNSS信号在抗干扰能力方面存在脆弱性。随着电磁频谱环境的日益复杂，有意或者无意干扰的存在，严重威胁了GNSS的使用。要提升导航信号的抗干扰能力，最直接的手段就是增加信号带宽和功率。为了提升抗干扰能力，当前的GPS和北斗卫星导航系统，具有功率增强模式，能够通过缩小服务区域，提升信号功率20dB以上。

传统超宽带信号是利用脉冲冲击调制，形成扩频宽带信号进行信息传输。

现有技术的超宽带定位系统，针对的是地面UWB定位，依赖于地面UWB基站实现，播发的UWB信号通常为传统的脉冲信号，与现有GNSS信号不兼容。现有技术只能通过一个相对窄带的直扩信号，在大的带宽上跳频，实现等效的超宽带信号。在同一时间，只使用了一小部分频率资源，频谱利用率不高，缺乏灵活性。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种生成与播发超宽带导航信号的系统和方法，GNSS信号频谱跨越了1.1-1.6GHz，在这500MHz内灵活、捷变生成与播发一个超宽带导航信号，满足ITU规定的兼容性，并兼容现有GNSS信号，可有效提升频谱利用率，提高抗干扰能力。在频谱监测功能控制下，实现主动干扰规避，进一步提升抗干扰能力。

本发明解决的技术方案为：一种生成与播发超宽带导航信号的系统，包括：导航卫星星座、地面站、用户终端；

导航卫星星座是由多个轨道面的多颗卫星构成，实现导航卫星星座对地面的四重及以上覆盖；

所述导航卫星星座中的导航卫星为中轨卫星或低轨卫星；所述卫星上配备有原子钟，提供高精度的时间频率基准；低轨卫星，可以采用GNSS驯服的晶振，提供高精度的时间频率基准；导航卫星星座中的导航卫星间通过星间链路进行连接；

所述导航卫星上能够配置频谱监测功能，即对地面干扰信号进行频谱分析，判断不同频段的地面干扰信号强度，不在地面干扰信号强度达到设定的阈值以上的频段内生成与播发超宽带导航信号；

导航卫星星座中每颗导航卫星与地面站均可建立连接，接收地面站上注的导航电文或者指令，所述导航卫星上有超宽带导航信号生成与播发载荷，根据时间频率基准、地面站上注的导航电文或者指令，在频谱监测功能控制下，灵活、捷变生成与播发超宽带导航信号；