專(zhuān)利名稱(chēng)：：Gps導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，尤其是一種可有效抗多徑的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
：隨著近距差分GPS(全球定位系統(tǒng)GlobalPositioningSystem)和民用GNSS系統(tǒng)的發(fā)展，SA誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差等系統(tǒng)誤差都可以進(jìn)一步消除，動(dòng)態(tài)定位精度已可達(dá)亞米級(jí)，多徑干擾誤差變成了主要誤差源。由于多徑干擾的存在，使基于GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還達(dá)不到指定的精度，克服多徑干擾已成為衛(wèi)星導(dǎo)航研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前抗多徑干擾主要有在如下兩個(gè)方面措施第一、提高接收機(jī)的距離測(cè)量精度，如窄相關(guān)碼跟蹤環(huán)、相位測(cè)距、平滑偽距等。第二、抗多徑天線。但上述措施對(duì)硬件性能要求較高。因此，有必要提出一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，可以有效增進(jìn)抗多徑和改善信道估計(jì)的性能，提高定位的精度。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)中抗多徑效果較弱，從而降低定位精度的問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟定義N個(gè)擴(kuò)頻序列[Co，CV"CJ,其中C,[c",o，c"，!…c",w—!]的長(zhǎng)度為N;1)2)確保擴(kuò)頻序列擁有零干擾窗，即滿足下列條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>3)對(duì)于任意長(zhǎng)度為W的Zadoff-Chu系列的4")，"-H—i構(gòu)造如下""2，(",W為奇數(shù)其中，《和W相互為質(zhì)數(shù)。由于本發(fā)明所構(gòu)造的擴(kuò)頻序列為一種二元的，具有零干擾窗特性的擴(kuò)頻序列，且該擴(kuò)頻序列的自相關(guān)和互相關(guān)在一定的時(shí)延偏移內(nèi)都為0，使得抗多徑性能達(dá)到理論最佳值，從而導(dǎo)航的精度大大提高。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖l為本發(fā)明中Zadoff-Chii序列的自相關(guān)和互相關(guān)的特性圖(其中q-7，N-64)。圖2為本發(fā)明中Zadoff-Chu序列的恒包絡(luò)特性圖(其中q=7，N=64)。圖3為現(xiàn)有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射機(jī)中的工作原理圖。圖4為本發(fā)明的擴(kuò)頻序列與現(xiàn)有Gold序列的定位精度性能對(duì)比圖。N;具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，其包括以下步驟1)定義N個(gè)擴(kuò)頻序列[Co，d…CVI,其中C[c".o，c",!…c",w—J的長(zhǎng)度為2)確保擴(kuò)頻序列擁有零干擾窗，即滿足下列條件if>.=^，r=0"^:,(/+T)modZ一AM/=00，if>'7^,r=00,ifO<r"3)對(duì)于任意長(zhǎng)度為^的Zadoff-Chu系列的x(")，"=G，"^—1構(gòu)造如下e-J'2，("+l)/Wjy為奇數(shù)其中，《和W相互為質(zhì)數(shù)。通過(guò)數(shù)學(xué)分析，Zadoff-Chu序列具有如下特性1)基于Zadoff-Chu序列擁有零干擾窗，也就是他們的自相關(guān)和互相關(guān)在一定的時(shí)延偏移內(nèi)都為O,也就是說(shuō)，只要時(shí)延偏移小于N，Zadoff-Chu序列自相關(guān)和互相關(guān)一定為0。2)恒包絡(luò)特性，也就是Zadoff-Chu序列的峰均比(PAPR)為0dB，因而可以降低GPS發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。為了更好的理解上面的兩個(gè)特性，圖l顯示了《=7,^=64的Zadoff-Chu序列的自相關(guān)和互相關(guān)特性，而圖2顯示了《-7,^-64的Zadoff-Chu序列的恒包絡(luò)特性。因此一旦有N個(gè)零干擾窗擴(kuò)頻序列，通過(guò)上面的構(gòu)造方法，從中選取M個(gè)用于M個(gè)衛(wèi)星(M為衛(wèi)星的個(gè)數(shù))，每個(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)不同的擴(kuò)頻序列，例如對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度為1023的擴(kuò)頻序列，通過(guò)上面的構(gòu)造方法，則可以得到1023個(gè)Zadoff-Chu擴(kuò)頻序列。圖3是現(xiàn)有的GPS通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的工作原理圖，現(xiàn)有系統(tǒng)中用的其中擴(kuò)頻碼為增益1023的Gold碼，每個(gè)衛(wèi)星分配獨(dú)立的一個(gè)Gold碼。在使用時(shí)，只要將現(xiàn)有Gold序列替換為本發(fā)明的擴(kuò)頻序列，而硬件工作環(huán)境相同，比如GPS發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)頻增益等，從圖4可明顯得出采用本發(fā)明的擴(kuò)頻序列(見(jiàn)圖4虛線表示)在多徑環(huán)境中的衛(wèi)星定位性能遠(yuǎn)高于現(xiàn)有Gold序列(見(jiàn)圖4實(shí)線表示)。綜上所述，依照本發(fā)明的擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法所獲得的擴(kuò)頻序列，比現(xiàn)有的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)所采用的Gold序列，在多徑環(huán)境中，定位精度和準(zhǔn)確性大大提高。同時(shí)采用該擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其是GPS導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射機(jī)上，可有效提高抗多徑和改善信道估計(jì)的性能，提高定位的精度。上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。權(quán)利要求1.一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，其特征在于其包括以下步驟1)定義N個(gè)擴(kuò)頻序列[C0，C1...CN]，其中Cn＝[cn，0，cn，1...cn，N-1]的長(zhǎng)度為N；2)確保擴(kuò)頻序列擁有零干擾窗，即滿足下列條件<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><msub><mi>ρ</mi><mi>jk</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><msub><mi>c</mi><mrow><mi>j</mi><mo>,</mo><mi>l</mi></mrow></msub><msub><mi>c</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mrow><mo>(</mo><mi>l</mi><mo>+</mo><mi>τ</mi><mo>)</mo></mrow><mi>mod</mi><mi>L</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><mi>N</mi><mo>,</mo><mi>ifj</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>τ</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo><mi>ifj</mi><mo>≠</mo><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>τ</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mo>,</mo><mi>if</mi><mn>0</mn><mo><</mo><mi>τ</mi><mo>≤</mo><mi>Z</mi></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math></maths>3)對(duì)于任意長(zhǎng)度為N的Zadoff-Chu系列的x(n)，n＝0，...N-1構(gòu)造如下其中，q和N相互為質(zhì)數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種gps導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，其特征在于從n個(gè)擴(kuò)頻序列[C。，C廣CJ中選取m個(gè)擴(kuò)頻序列用于m個(gè)衛(wèi)星(m為衛(wèi)星個(gè)數(shù))，每個(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)不同的擴(kuò)頻序列。3.—種采用上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述gps導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法的gps導(dǎo)航系統(tǒng)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)擴(kuò)頻序列構(gòu)造方法，其特征在于其包括以下步驟1)定義N個(gè)擴(kuò)頻序列[C<sub>0</sub>，C<sub>1</sub>…C<sub>N</sub>]，其中C<sub>n</sub>＝[c<sub>n，0</sub>，c<sub>n，1</sub>…c<sub>n，N-1</sub>]的長(zhǎng)度為N；2)確保擴(kuò)頻序列擁有零干擾窗；3)對(duì)于任意長(zhǎng)度為N的Zadoff-Chu系列的x(n)，n＝0，…N-1構(gòu)造如下x(n)＝{e<sup>-j2πqn#+[2</sup>/N],N為偶數(shù)e<sup>-j2πqn(n+1)/N</sup>,N為奇數(shù)其中，q和N相互為質(zhì)數(shù)。采用由于本發(fā)明所構(gòu)造的擴(kuò)頻序列使得抗多徑性能達(dá)到理論最佳值，從而導(dǎo)航的定位精度大大提高。文檔編號(hào)G01S5/02GK101408613SQ20081022728公開(kāi)日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年11月26日優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日發(fā)明者賴(lài)建文申請(qǐng)人:蘇州萊迪斯特電子有限公司