[发明专利]基于宽带码分多址通信体制的低轨导航增强信号传输方法

说明书

本发明公开了一种基于宽带码分多址通信体制的低轨导航增强信号传输方法，属于卫星导航增强领域。本发明中，待传输的导航增强信息采用固定格式成帧，导频分量和承载增强信息的数据分量采用不同正交地址码进行码分复用；卫星为LePT信号分配信道，并在BCCH信道中发送LePT信道的资源位置信息；导航融合终端监视P‑CCPCH信道并得到LePT信号信道信息；导航融合终端接收LePT信号数据分量中传输的数据，提取出安全认证信息；安全认证成功后，通过接收独立导航信息帧获得低轨卫星位置和星历信息，通过接收导航增强信息帧，获得电离层和对流层改正信息以及精密轨道和钟差信息。本发明能够在不影响系统原本通信功能的前提下实现对北斗导航系统基本服务能力的增强。

技术领域

本发明涉及一种基于宽带码分多址通信体制的低轨导航增强信号传输方法，属于卫星导航增强技术领域。

背景技术

GNSS系统具有在全球范围内提供导航、定位和授时服务的能力，在产业发展中扮演着越来越重要的地位。目前，北斗系统已在各个领域得到了越来越广泛的应用。

GNSS系统具有覆盖范围广、部署成本低等优点，但是它也存在一些固有的缺陷：

（1）GNSS系统星座一般运行在中高轨道星座上，这导致卫星距离终端很远，路径损耗严重，卫星导航信号功率水平低于噪声，易受干扰和欺骗。

（2）由于信号强度较弱，仅靠GNSS系统自身定位精度不足，需要地面参考站进行辅助，提高了卫星通信系统的部署成本，削弱了成本优势。

（3）导航速度较慢，导航终端对导航信号的搜索和位置解算速度慢。

（4）可靠性不够，当前的GNSS系统的完好性水平还无法满足与生命安全相关的重要领域要求，随着GNSS系统用于更多领域，对完好性方面的要求将越来越高。

低轨卫星具有低轨道高功率、全球覆盖、快速多普勒变化、地面监测天基化等一系列优点，可以为传统GNSS系统提供有益的补充。随着低轨卫星移动通信和低轨导航增强技术的蓬勃发展，基于低轨星座的通信导航一体化的增强系统设计已经提上议事日程。

扩频通信能够显著增强信号的抗干扰性能，码分多址（CDMA）技术在部分低轨卫星通信系统中得到了应用，是民用卫星通信下一步发展必定会使用的技术。使用扩频码进行扩频的信号能够用于精确测量伪距，且低轨卫星可以使用较宽的频带进行长距离通信，基于WCDMA体制的通导一体化系统是一种可行性非常强的GNSS导航增强方案。

国内基于低轨卫星通信系统的导航增强体制研究还处于较初级的阶段，现有专利对导航增强的实现大多数处于确定一种通导融合实现步骤的阶段。例如，公开号为CN106646563A的专利“一种基于低轨卫星增强导航方法”主要是利用低轨卫星几何位置改变大的特点，通过几何关系间接实现伪距的快速高精度计算，实现导航增强的效果。申请号为201811102234.1的专利“一种通信导航一体化融合信号的生成方法及装置”给出了一种基于OFDMA体制的卫星导航通信一体化方法，将CDMA定位信号叠加在OFDMA信号上，形成通导一体化融合信号，提高了导航系统性能和室内定位的定位精度。但是，到目前为止，还未有专门针对低轨宽带码分多址移动通信体制的导航增强信号传输方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种基于宽带码分多址通信体制的低轨导航增强信号传输方法，基于该方法设计和传输的卫星导航增强LePT（LEO enhanced Positioning andTiming）信号，可用于具有星上处理能力的低轨WCDMA通信体制的卫星通信系统上，能够在不影响系统原本通信功能的前提下实现对北斗导航系统基本服务能力的增强。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于宽带码分多址通信体制的低轨导航增强信号传输方法，包括以下步骤：