[发明专利]一种双星时差频差定位方法和定位装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位技术领域，具体涉及一种双星时差频差定位方法和定位装置。

背景技术

在双星时差/频差无源定位系统中，利用两颗卫星分别被动接受地面目标辐射源信号，根据这个信号到达两颗卫星的时差和频差信息，结合目标辐射源在地球表面的先验信息，可以确定出目标辐射源的位置。双星时差/频差无源定位系统具有定位精度高、覆盖区域大等优点。时频差高精度估计是双星定位系统中的关键技术之一。

现有双星定位系统设计时主要针对窄带信号例如频分多址FDMA(frequency division multiple access)连续信号，运算量相对较小，精度一般也能保证。但对于宽带信号例如码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)的时频差估计实现难度较大，主要表现在以下几个方面：(1)采用扩频体制后，CDMA信号的功率谱密度更低，通常淹没在噪声以下；(2)时域频域上混叠有多个用户的信号，时频差提取时存在相互干扰；(3)不同用户的相关峰可能重叠在一起，影响各个单独用户相关峰位置的准确提取。现有技术方案在对扩频宽带信号(例如CDMA信号)进行时频差估计进而确定目标位置过程中，存在计算量大、精度低、时效性弱难以实现在工程上实时处理的问题。

发明内容

本发明提供了一种双星时差频差定位方法和定位装置以解决现有技术在处理CDMA信号时存在的计算量大、精度低、时效性弱难以实现在工程上实时处理的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种双星时差频差定位方法，该方法包括：

利用主通道接收用户发射的码分多址CDMA信号，得到第一路信号S₁；利用辅通道接收所述用户发射的码分多址CDMA信号，得到第二路信号S₂；

对所述第一路信号S₁和所述第二路信号S₂进行预处理，得到预处理后的信号S_1-预和信号S_2-预；

选定一用户PN码序列，根据所述用户PN码序列对所述信号S_1-预和所述信号S_2-预进行同步捕获，得到所述信号S₁和信号S₂的时差粗估计值和频差粗估计值；

利用所述时差粗估计值对所述信号S_2-预进行时延补偿，得到信号S_2-时补，并根据所述用户PN码序列对所述信号S_2-时补同步解扩；以及，根据所述用户PN码序列对所述信号S_1-预同步解扩；根据所述信号S_2-时补，信号S_1-预的同步解扩结果，得到所述信号S₁和信号S₂的频差精估计值；

利用所述频差精估计值和所述时差粗估计值对所述信号S_2-预进行时延和频偏补偿，得到信号S_2-时频补；根据所述信号S_2-时频补以及所述信号S_1-预，得到所述信号S₁和信号S₂的时差精估计值；

利用所述信号S₁和信号S₂的时差精估计值和频差精估计值，定位出所述用户的位置。

可选地，所述选定一用户PN码序列，根据所述用户PN码序列对所述信号S_1-预和所述信号S_2-预进行同步捕获，得到所述信号S₁和信号S₂的时差粗估计值和频差粗估计值包括：

从本地保存的用户PN码序列中选定一用户PN码序列，对所述信号S_1-预和所述信号S_2-预进行同步捕获，分别计算所述信号S_1-预以及所述信号S_2-预和所述选定的一用户PN码序列间的捕获相关峰值，根据所述相关峰值分别得到所述信号S₁的时间值和频率值以及所述信号S₂的时间值和频率值；将所述信号S₁的时间值和频率值与所述信号S₂的时间值和频率值对应相减，得到所述信号S₁和S₂的时差粗估计值和频差粗估计值。