[发明专利]一种基于混沌系统的测控通信方法以及系统

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信领域，特别是一种基于混沌系统的测控通信方法以及装置。

背景技术

测控系统主要包括跟踪测量、遥测和遥控系统三个基本部分。电子测控系统的优点是可以对航天器全天候跟踪，而且有较好的灵活性和足够的精度。从系统工程的角度来看，对航天器跟踪测量所得的数据，经过计算，可给出弹道、轨道或位置的信息；而遥测所提供的数据，经过处理、分析可给出航天器的状态信息；它们都是系统中反馈回路的重要信息源。遥控则是控制系统中的执行机构。

电子测量和控制系统的地面部分，必须与装在航天器上的电子设备相配合才能完成测控任务。对于测量，航天器上必须有相应的信标机或应答机，它们发回地面跟踪和测速用的射频信号，应答机还发回测距信息。对于遥测，航天器上必须有检测各种参数的传感器和发送这些参数的射频发射机。对于遥控，航天器上必须有指令接收机。因此，航天器上的和地面的两部分电子设备在设计时应该结合起来考虑。

由于混沌系统具有复杂的非线性和类噪声特性，并对初始条件极为敏感，近年来，将混沌理论应用于保密通信已经成为非线性动力学和信息科学界的一个研究热点。在人们提出的众多混沌保密通信方式中，混沌直接序列扩频(简称混沌直扩)是主要的混沌保密通信方式之一。其原理是信息码与混沌信号相乘实现扩频和加密。它具有低截获率和物理层上的优良保密性。

混沌系统是一个特殊的非线性系统产生的类随机过程，当其表现出对初始条件的敏感依赖性时，它就是混沌的，这种特性导致了系统演化的“不可预测性”。混沌是由于对初始条件的敏感性，而在确定性动态系统中出现的不可预测的长期行为。

随着混沌保密通信称为研究热点,破译混沌保密通信的研究也受到广泛关注。研究混沌保密通信的破译方法，是根据这些破译方法设计更安全的混沌保密通信系统的迫切需求；随着混沌保密通信的逐步实际应用，破译混沌保密通信的研究对于通信监管和电子对抗也具有重要的实际意义。

基于混沌直扩信号中只有一个混沌吸引子，混沌直扩中混沌实值序列和数字信号相乘等特点,充分利用混沌直扩的基本原理和信息码是慢变信号的特性，已有相应的技术手段可以破解混沌直扩信道，导致保密性下降。如何增强现有测控系统保密性，改善混沌直扩易破解，现有技术并未提供很好的解决方案。

发明内容

针对现有技术存在的技术缺陷，根据本发明的一个方面，提供一种基于混沌系统的测控通信方法，其基于混沌系统实现卫星和地面基站的测控通信，其特征在于，包括如下步骤：

a.发送上一个射频信号，上一个射频信号包括通过上一个同步控制信号控制发出的上一个混沌信号以及接收上一个同步控制信号后发出的上一个同步信号；

b.接收上一个射频信号，提取上一个同步信号并基于上一个同步信号生成下一个同步控制信号，提取并基于可逆的编码函数解析上一个混沌信号生成上一个原始信号并对上一个原始信号进行解析；

c.发出下一个射频信号，下一个射频信号包括通过下一个同步控制信号控制发出的下一个混沌信号以及接收下一个同步控制信号后发出的下一个同步信号；

其中，混沌信号通过基于数字器件实现的混沌系统生成，同步信号和同步控制信号用于实现混沌信号发送和接收的同步。

优选地，所述混沌信号通过如下步骤生成：

a1.接收所述同步控制信号生成激励信号并输出给所述混沌系统，所述激励信号为地面站的遥控信号或者卫星的遥测信号；

a2.所述混沌系统对所述激励信号进行处理生成所述混沌信号。

优选地，所述激励信号经过上变频处理后再输出给所述混沌系统。

优选地，所述同步信号经过上变频处理后再发出。

优选地，所述射频信号经过上变频处理后再发出。

优选地，所述射频信号进过下变频处理后再接收。

优选地，提取所述同步信号后对所述同步信号进行下变频处理。

优选地，所述原始信号经过下变频处理再解析。

优选地，通过如下步骤实现所述混沌信号的发出与接收同步：