專(zhuān)利名稱(chēng)：用于增強(qiáng)系統(tǒng)的衛(wèi)星有效載荷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增強(qiáng)系統(tǒng)領(lǐng)域，其用于增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完整性、精確度和魯棒性。本發(fā)明更具體地涉及多個(gè)導(dǎo)航地面站和衛(wèi)星之間的專(zhuān)用于傳輸增強(qiáng)數(shù)據(jù)的上行鏈路。顯然，本發(fā)明的主題是對(duì)于這種衛(wèi)星半透明的數(shù)字導(dǎo)航有效載荷。
背景技術(shù)：
下文中，將采用該領(lǐng)域中公知的下述首字母縮寫(xiě)詞。通常衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是指GNSS系統(tǒng)(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，Global Navigation Satellite Systems)。性能增強(qiáng)系統(tǒng)叫作SBAS系統(tǒng)(基于衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)，Satellite Based Augmentation Systems)。適于將增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫l(wèi)星的地面站叫作NLES站(導(dǎo)航地面站，Navigation Land EarthStations)。適于接收包括增強(qiáng)數(shù)據(jù)的衛(wèi)星信號(hào)并測(cè)量這些信號(hào)的地面站通常叫作RMS站(測(cè)距及綜合監(jiān)測(cè)站，Ranging&Integrity Monitoring Stations)。已知的SBAS增強(qiáng)系統(tǒng)可以將校正實(shí)時(shí)發(fā)送到GNSS接收機(jī)，特別是為了增加執(zhí)行的地理定位的精確度。SBAS增強(qiáng)系統(tǒng)也可以廣播用于提高該系統(tǒng)提供的服務(wù)的完整性的信息。一般地，這些系統(tǒng)產(chǎn)生并廣播的校正和其他信息叫作增強(qiáng)數(shù)據(jù)，并在導(dǎo)航信號(hào)中直接以增強(qiáng)消息的形式傳輸。為了產(chǎn)生并廣播這些數(shù)據(jù)，SBAS系統(tǒng)通常由RMS地面站、處理中心和NLES地面站組成，其中，RIMS持續(xù)測(cè)量由導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸?shù)腉NSS信號(hào)，處理中心接收這些測(cè)量并產(chǎn)生增強(qiáng)消息，NLES地面站經(jīng)由GNSS導(dǎo)航信號(hào)將這些消息傳輸?shù)絊BAS增強(qiáng)衛(wèi)星，SBAS增強(qiáng)衛(wèi)星充當(dāng)將接收到的信號(hào)再傳輸?shù)紾NSS接收機(jī)的中繼。在這種系統(tǒng)中，SBAS衛(wèi)星的有效載荷被認(rèn)為是透明的，其意味著，不在衛(wèi)星上執(zhí)行導(dǎo)致用戶接收到的信號(hào)的內(nèi)容修改的處理。這種系統(tǒng)的局限在于它們提供的操作的有用性和連續(xù)性是僅僅由系統(tǒng)的額外復(fù)雜性的成本，特別是通過(guò)一些設(shè)備項(xiàng)目的冗余來(lái)保證的。因?yàn)镾BAS衛(wèi)星的有效載荷是透明型的，所以不允許同時(shí)存取其資源。因此，由于SBAS衛(wèi)星僅能夠以額定功率接收并再傳輸由叫作主站或額定站的單一 NLES站傳輸?shù)男盘?hào)，在額定NLES地面站和冗余備用NLES站之間執(zhí)行熱冗余是不可能的。關(guān)于至少兩個(gè)NLES地面站可以同時(shí)在SBAS衛(wèi)星的上行鏈路信道上傳輸信號(hào)的系統(tǒng)，采用熱冗余表達(dá)。形成對(duì)比，當(dāng)至少兩個(gè)站可用于將導(dǎo)航信號(hào)傳輸?shù)絊BAS衛(wèi)星，但是他們不同時(shí)傳輸時(shí)，采用術(shù)語(yǔ)冷冗余。冷冗余的原理應(yīng)用到已知的SBAS系統(tǒng)。當(dāng)檢測(cè)到額定NLES站故障時(shí)，為了切換站并繼續(xù)服務(wù)，啟動(dòng)不是默認(rèn)激活的備用NLES站。啟動(dòng)備用站需要的時(shí)間導(dǎo)致?lián)p失連續(xù)性和相因而生的服務(wù)中斷，其中該時(shí)間可能超過(guò)一分鐘。該中斷時(shí)間是由于對(duì)于再建立該鏈路所必要的下述處理操作而生的檢測(cè)故障，切換到冗余NLES站，穩(wěn)定站伺服控制循環(huán)，獲得需要的完整性級(jí)別。與SBAS衛(wèi)星的透明方面相關(guān)的另一個(gè)問(wèn)題涉及該衛(wèi)星接收的導(dǎo)航消息的完整性。已知的解決辦法是在NLES地面站中對(duì)信號(hào)執(zhí)行完整性檢查。通過(guò)將上行鏈路信道上傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)與下行鏈路信道上由SBAS衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行該檢查，其中檢查由NLES站獲得。在地面上對(duì)導(dǎo)航信號(hào)可能的不規(guī)則性或誤表示進(jìn)行檢測(cè)，并導(dǎo)致廣播非瞬間的特定警報(bào)消息或停止來(lái)自于NLES站的傳輸。除了通過(guò)來(lái)自于地面的遠(yuǎn)程控制鏈路切斷有效載荷，沒(méi)有可能的方式來(lái)避免廣播SBAS自身上的誤表示的信號(hào)。這種操作可以導(dǎo)致?lián)p失GNSS接收機(jī)的可用性，GNSS接收機(jī)不得不等待衛(wèi)星傳輸新的有效信號(hào)。第三個(gè)問(wèn)題在于傳輸由NLES站傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)時(shí)，使用多個(gè)頻帶。例如，GPS系統(tǒng)可以使用L帶中的三個(gè)子頻帶，即用于各種用途的LI、L2、L5帶。相似地，歐洲伽利略系統(tǒng)使用四個(gè)子頻帶。而且，系統(tǒng)的日常維護(hù)可能需要傳輸測(cè)試信道。按照慣例，根據(jù)FDMA型頻率計(jì)劃并以單極化在NLES站和衛(wèi)星之間的上行鏈路上傳輸信號(hào)，即每個(gè)信號(hào)在其對(duì)應(yīng)的頻帶(L1、L2、L5等)中傳輸。因此，信道的多樣性導(dǎo)致相當(dāng)大的頻譜占用，并導(dǎo)致增加地面站和有效載荷的復(fù)雜性。
在衛(wèi)星上，有效載荷提供多個(gè)適于每個(gè)頻帶的處理信道。在至少兩個(gè)不同頻帶上傳輸信號(hào)，導(dǎo)致與這些不同頻率相關(guān)的導(dǎo)航信道之間在增益和相位上的微分頻散(differential dispersion)。在實(shí)踐中，傳播信道根據(jù)傳輸頻率導(dǎo)致不同的干擾(噪聲，電離層的影響)。因此，必須校正信號(hào)的幅值、延遲和相位以補(bǔ)償這些差分誤差。而且，配對(duì)并校準(zhǔn)它們之間的信道時(shí)存在的困難，導(dǎo)致難以同時(shí)管理兩個(gè)或多個(gè)不同頻帶上傳輸?shù)男盘?hào)，其對(duì)該系統(tǒng)的用戶造成性能退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明特別旨在通過(guò)為SBAS衛(wèi)星提出數(shù)字并半透明的有效載荷而克服已知SBAS系統(tǒng)的上述局限性，也就是說(shuō)，有效載荷依然允許完成透明地中繼導(dǎo)航和增強(qiáng)消息的衛(wèi)星任務(wù)，同時(shí)在衛(wèi)星上引進(jìn)可以提高安全性、服務(wù)連續(xù)性、完整性檢查控制和無(wú)線電性能的特定具體處理操作。為了這個(gè)目的，本發(fā)明的主題是一種用于增強(qiáng)衛(wèi)星的有效載荷，包括輸入信道和多個(gè)輸出信道，其中輸入信道適于接收由至少一個(gè)導(dǎo)航地面站在第一頻帶中傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，每個(gè)輸出信道適于以不同于所述第一帶和其他廣播帶的頻帶廣播導(dǎo)航信號(hào)，其特征在于，還包括導(dǎo)航處理器，適于對(duì)每個(gè)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行如下操作 根據(jù)每個(gè)與導(dǎo)航地面站相關(guān)的第一組擴(kuò)頻碼，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)信號(hào)在相位上進(jìn)行去擴(kuò)展，以提取導(dǎo)頻信號(hào)； 對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行鑒別，并根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)推斷傳輸所述信號(hào)的站； 如果鑒別為負(fù)，阻塞所述導(dǎo)航信號(hào)； 對(duì)影響所述導(dǎo)頻信號(hào)的信噪干擾比進(jìn)行測(cè)量； 從接收到的導(dǎo)航信號(hào)中保留展示最高信噪干擾比并且對(duì)其的鑒別為正的導(dǎo)航信號(hào)，所述已保留信號(hào)稱(chēng)作額定信號(hào)，傳輸額定信號(hào)的站稱(chēng)作額定站，其他傳輸站稱(chēng)作冗余站； 根據(jù)每個(gè)與將在廣播頻帶之一上傳輸?shù)囊活?lèi)導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)的第二組擴(kuò)頻碼，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)正交額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展(unspreading)； 在與使用的擴(kuò)頻碼相關(guān)的廣播頻帶中傳輸所述額定導(dǎo)航信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，首先根據(jù)“循環(huán)碼移鍵控”型調(diào)制對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其中，通過(guò)對(duì)與所述調(diào)制相關(guān)的代碼進(jìn)行識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行鑒別。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種用于增強(qiáng)衛(wèi)星的有效載荷，包括輸入信道和多個(gè)輸出信道，其中輸入信道適于接收由至少一個(gè)導(dǎo)航地面站在第一頻帶中傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，每個(gè)輸出信道適于以不同于所述第一帶和其他廣播帶的頻帶廣播導(dǎo)航信號(hào)，其特征在于，還包括導(dǎo)航處理器，適于對(duì)每個(gè)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行下述操作 根據(jù)“循環(huán)碼移位鍵控”型調(diào)制，對(duì)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)； 通過(guò)對(duì)與所述調(diào)制相關(guān)的代碼進(jìn)行識(shí)別并根據(jù)該代碼推斷傳輸所述信號(hào)的站來(lái)對(duì)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行鑒別；
如果鑒別為負(fù)，阻塞所述導(dǎo)航信號(hào)； 對(duì)影響所述接收到的信號(hào)的信噪干擾比進(jìn)行測(cè)量； 從接收到的導(dǎo)航信號(hào)中保留展示最高信噪干擾比并且對(duì)其的鑒別為正的導(dǎo)航信號(hào)，所述已保留信號(hào)稱(chēng)作額定信號(hào)，傳輸額定信號(hào)的站稱(chēng)作額定站，其他傳輸站稱(chēng)作冗余站； 根據(jù)每個(gè)與將在廣播頻帶之一上傳輸?shù)囊活?lèi)導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)的一組擴(kuò)頻碼，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)正交額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展； 在與使用的擴(kuò)頻碼相關(guān)的廣播頻帶中傳輸所述額定導(dǎo)航信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，當(dāng)測(cè)量的所述額定信號(hào)的信噪干擾比下降到低于預(yù)定的門(mén)限值時(shí)，新的被保留的額定信號(hào)是展現(xiàn)最高信噪干擾比的額定信號(hào)。在一個(gè)變體實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的有效載荷也包括返回信道，適于在所述第一頻帶中將至少一個(gè)服務(wù)信號(hào)廣播到至少一個(gè)導(dǎo)航地面站，其中，所述服務(wù)信號(hào)至少包括對(duì)至少額定信號(hào)的信噪干擾比的測(cè)量，所述服務(wù)信號(hào)適于將所述冗余站的傳輸功率伺服控制到額定站的傳輸功率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述服務(wù)信號(hào)也包括對(duì)由衛(wèi)星接收、由所有傳輸站傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的信噪干擾比進(jìn)行的測(cè)量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述服務(wù)信號(hào)也包括對(duì)衛(wèi)星收到額定信號(hào)(一方面)和收到冗余導(dǎo)航地面站傳輸?shù)男盘?hào)之間的時(shí)間偏移的測(cè)量，其中，所述服務(wù)信號(hào)適于使所述站之間時(shí)間同步。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述返回信道也適于在所述第一頻帶中對(duì)額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行廣播。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述第一頻帶是C或Ku帶，所述廣播頻帶至少是LI和L5帶。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述擴(kuò)頻碼是Walsh碼。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種增強(qiáng)衛(wèi)星，包括根據(jù)本發(fā)明的有效載荷，適于在上行鏈路上在第一頻帶中接收導(dǎo)航信號(hào)，并在下行鏈路上在多個(gè)廣播頻帶中對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行再?gòu)V播。本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種導(dǎo)航地面站，適于接收增強(qiáng)消息，并產(chǎn)生包括所述消息的導(dǎo)航信號(hào)，其中，對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)采用與其廣播頻帶相關(guān)的第一擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻，所述導(dǎo)航信號(hào)在上行鏈路上在不同于廣播頻帶的第一頻帶中傳輸。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航地面站的一個(gè)具體方面，所述導(dǎo)航信號(hào)被正交地添加至導(dǎo)頻信號(hào)，其中，導(dǎo)頻信號(hào)由與所述導(dǎo)航地面站相關(guān)的第二擴(kuò)頻碼擴(kuò)頻。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航地面站的一個(gè)具體方面，首先，將“循環(huán)碼移位鍵控”型調(diào)制應(yīng)用到所述導(dǎo)航信號(hào)或所述導(dǎo)頻信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航地面站的一個(gè)具體方面，傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的極化根據(jù)廣播頻帶不同。本發(fā)明的另一 個(gè)主題是一種增強(qiáng)系統(tǒng)，包括 至少一個(gè)觀測(cè)站，適于接收至少一個(gè)無(wú)線電導(dǎo)航衛(wèi)星傳輸?shù)臒o(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行測(cè)量； 至少一個(gè)處理中心，適于接收至少一個(gè)測(cè)量站傳輸?shù)乃鰷y(cè)量，并根據(jù)所述測(cè)量產(chǎn)生至少一個(gè)增強(qiáng)消息； 多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航地面站； 至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)衛(wèi)星。在一個(gè)具體實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)系統(tǒng)適于對(duì)熱冗余型的導(dǎo)航地面站進(jìn)行切換。在一個(gè)具體實(shí)施例中，在兩個(gè)冗余導(dǎo)航地面站之間，傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的極化是不同的。在一個(gè)具體實(shí)施例中，當(dāng)收到所述增強(qiáng)衛(wèi)星傳輸?shù)姆?wù)信號(hào)并且所述服務(wù)信號(hào)至少包括對(duì)至少所述額定信號(hào)的信噪干擾比的測(cè)量時(shí)，所述導(dǎo)航地面站將它們的傳輸功率伺服控制到額定站的傳輸功率。在一個(gè)具體實(shí)施例中，當(dāng)收到所述服務(wù)信號(hào)時(shí)，所述導(dǎo)航地面站對(duì)它們各自的傳輸進(jìn)行時(shí)間同步。


本發(fā)明的其他特性和優(yōu)點(diǎn)，從隨后根據(jù)附圖的描述中將是顯而易見(jiàn)的，附圖中-圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SBAS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方塊圖；-圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SBAS衛(wèi)星的有效載荷的功能方塊圖；-圖3是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在NLES站和SBAS衛(wèi)星之間產(chǎn)生上行鏈路信號(hào)的圖表；-圖4a是不出根據(jù)本發(fā)明NLES站產(chǎn)生導(dǎo)航信號(hào)的圖表；-圖4b是圖4a的變形實(shí)施例；-圖5a是在第一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的SBAS衛(wèi)星的有效載荷的功能方塊圖；-圖5b是在第二實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的SBAS衛(wèi)星的有效載荷的功能方塊圖；-圖6是在有效載荷的第二實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的SBAS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方塊圖；-圖7是根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航處理器的功能方塊圖。
具體實(shí)施例方式圖I在方塊圖中示意性地表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SBAS系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)適于根據(jù)對(duì)多個(gè)無(wú)線電導(dǎo)航衛(wèi)星NAV傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)101進(jìn)行的測(cè)量來(lái)產(chǎn)生增強(qiáng)數(shù)據(jù)。源于無(wú)線電導(dǎo)航衛(wèi)星NAV的測(cè)量和數(shù)據(jù)由多個(gè)觀測(cè)站RMS收集，然后以給定速度傳輸102到多個(gè)處理中心CPF。后者根據(jù)接收到的測(cè)量，產(chǎn)生施加到無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)的差分校正的估計(jì)，然后產(chǎn)生增強(qiáng)消息，其中，增強(qiáng)消息包括這些校正并傳輸103到導(dǎo)航地面站NLES。NLES站接收增強(qiáng)消息并將它們傳輸104到增強(qiáng)衛(wèi)星SAT以被廣播105到用戶U和地面站RMS、NLES。為了這個(gè)目的,增強(qiáng)消息以相似于導(dǎo)航消息的方式結(jié)合于GNSS系統(tǒng)兼容的導(dǎo)航信號(hào)中。因此，由NLES站產(chǎn)生然后由衛(wèi)星SAT廣播的導(dǎo)航信號(hào)包括導(dǎo)航消息和增強(qiáng)消息，其中GNSS接收機(jī)可以利用增強(qiáng)消息來(lái)提高它們的定位性能。增強(qiáng)衛(wèi)星SAT可以是地球同步衛(wèi)星或高地球軌道HEO衛(wèi)星或甚至是在IGSO (傾斜地球同步衛(wèi)星軌道)型傾斜地球同步軌道中的衛(wèi)星。NLES站對(duì)接收到的由處理中心CPF傳輸?shù)南⑦M(jìn)行完整性檢查，其中，消息由增強(qiáng)衛(wèi)星SAT在下行鏈路上廣播。由增強(qiáng)衛(wèi)星SAT再傳輸?shù)男盘?hào)也被RMS站接收。當(dāng)主NLES站故障時(shí)，處理中心CPF可以尋址第二冗余NLES站，但是，該冗余屬于冷型，即當(dāng)主站傳輸時(shí)，冗余NLES站是關(guān)閉的。NLES站和增強(qiáng)衛(wèi)星SAT 之間的上行鏈路信道在Ku帶或C帶中操作。增強(qiáng)衛(wèi)星SAT和RMS站之間、或增強(qiáng)衛(wèi)星SAT和用戶U之間的下行鏈路信道在用于傳輸導(dǎo)航信號(hào)的L帶中操作。而且，一些已知的增強(qiáng)系統(tǒng)，比如歐洲EGNOS系統(tǒng)，在增強(qiáng)衛(wèi)星SAT和NLES地面站之間并在Ku帶或C帶中執(zhí)行返回信道，這允許對(duì)衛(wèi)星鏈路的物理參數(shù)進(jìn)行雙頻率估計(jì)(Ku或C和L)。該返回信道僅用于通過(guò)使用長(zhǎng)循環(huán)對(duì)衛(wèi)星的傳輸時(shí)間進(jìn)行伺服控制。為了使增強(qiáng)衛(wèi)星SAT的導(dǎo)航信號(hào)的傳輸時(shí)間精確地同步，NLES地面站提前或延遲它們?cè)谏闲墟溌沸诺郎系男盘?hào)的傳輸，以使衛(wèi)星與固定時(shí)鐘同步。當(dāng)沒(méi)有可用的返回信道時(shí)，也可以通過(guò)在L帶中傳輸?shù)接脩舻膶?dǎo)航信號(hào)來(lái)產(chǎn)生暫時(shí)伺服控制，但是伴隨有針對(duì)測(cè)試步驟并因此不能被用戶看見(jiàn)的PRN碼。圖I的圖表僅代表系統(tǒng)包括的每個(gè)實(shí)體的一個(gè)單元，但是實(shí)際上系統(tǒng)包括許多增強(qiáng)衛(wèi)星SAT、許多RMS觀測(cè)站、許多處理中心CPF和許多NLES傳輸站。一般地，針對(duì)一個(gè)增強(qiáng)衛(wèi)星采用兩個(gè)NLES傳輸站(額定和冗余)。當(dāng)NLES站有缺陷時(shí)，轉(zhuǎn)接到冗余NLES站，這導(dǎo)致在上行鏈路信道上傳輸?shù)男盘?hào)中斷，并持續(xù)幾秒。再建立可用信號(hào)的傳輸導(dǎo)致幾十秒鐘的額外延遲，并且完全恢復(fù)系統(tǒng)花費(fèi)大約一分鐘。服務(wù)連續(xù)性的損失特別影響具有高可用性需求的應(yīng)用，比如航空應(yīng)用。這對(duì)于鄰近單一增強(qiáng)衛(wèi)星的用戶來(lái)說(shuō)會(huì)導(dǎo)致全部服務(wù)損失，對(duì)于其他人，導(dǎo)致需要切換到另一個(gè)衛(wèi)星。而且，即使恢復(fù)服務(wù)，只要地面站沒(méi)有再次鎖定到衛(wèi)星傳輸?shù)男滦盘?hào)，用于保證傳輸?shù)南⒌耐暾缘耐暾詸z查循環(huán)不是可立即操作的。那么在下行鏈路上，系統(tǒng)的完整性監(jiān)測(cè)不是有效的，并且對(duì)該下行鏈路的誤表示可以影響大區(qū)域面積，而系統(tǒng)不能檢測(cè)到該情況。圖2在方塊圖中示意性地表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的SBAS增強(qiáng)衛(wèi)星的有效載荷的主要功能。在適于在C帶或Ku帶中接收信號(hào)的輸入201上接收由NLES站傳輸?shù)男盘?hào)將被低噪聲放大器202放大，然后分配器203將其導(dǎo)向GNSS系統(tǒng)使用的L帶的子帶之一中的頻率轉(zhuǎn)換信道。在圖2的圖表中，表示了兩個(gè)轉(zhuǎn)換信道，分別可以為了將信號(hào)再傳輸?shù)紾NSS系統(tǒng)的用戶而將信號(hào)轉(zhuǎn)換到LI帶或轉(zhuǎn)換到L5帶。轉(zhuǎn)換信道包括變換到中間頻率的第一頻率變換裝置204，214，變換到LI或L5帶中的第二頻率變換裝置205，215，參考本地振蕩器209，放大器206，216，帶通濾波器207，217，以及適于在LI或L5帶中傳輸信號(hào)的輸出208，218。因?yàn)檫@種有效載荷除了進(jìn)行將頻率變換到用戶帶需要的處理外不對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行特別處理，所以，這種有效載荷被認(rèn)為是透明的。因此，衛(wèi)星接收的信號(hào)總被再傳輸?shù)降孛?，不在這個(gè)階段檢查它們的完整性。而且，這種有效載荷僅由模擬電路組成，并且為適應(yīng)于兩個(gè)用戶頻帶必須復(fù)制出現(xiàn)缺陷的頻率轉(zhuǎn)換信道。這兩個(gè)信道必須在幅值、相位和差分延遲上成對(duì)。圖3示意性地表示產(chǎn)生在現(xiàn)有技術(shù)的NLES站和衛(wèi)星SAT之間的上行鏈路信道上傳輸?shù)男盘?hào)。首先，根據(jù)最終用戶的頻帶，將待傳輸信號(hào)301，302轉(zhuǎn)換到頻率LI或L5。為了該目的，使用兩個(gè)本地振蕩器IF1，IF2。產(chǎn)生的信號(hào)符合FDMA型頻率計(jì)劃，然后通過(guò)中介第三本地振蕩器IF而被轉(zhuǎn)換到C或Ku帶。因此，導(dǎo)航信號(hào)的頻寬與待傳輸?shù)脑鰪?qiáng)信號(hào)的數(shù)量成比例。本發(fā)明的目標(biāo)特別是克服借助圖1，2和3描述的已知系統(tǒng)的缺陷。圖4a在圖表中表示根據(jù)本發(fā)明，對(duì)由NLES站傳輸?shù)皆鰪?qiáng)衛(wèi)星SAT的信號(hào)的修改。為了簡(jiǎn)化描述，僅呈現(xiàn)了兩個(gè)導(dǎo)航信號(hào)的情況，所述信號(hào)包括將在兩個(gè)不同頻帶LI，L5上傳輸?shù)脑鰪?qiáng)消息。
每個(gè)待傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)301，302由擴(kuò)頻碼Cl，C5擴(kuò)頻，例如Walsh碼,以便每個(gè)信號(hào)401，402占用同樣的頻譜帶寬。該代碼的功能是清楚識(shí)別與頻帶LI或L5相關(guān)的傳輸信道。被適當(dāng)擴(kuò)頻的信號(hào)401，402根據(jù)CDMA接入方法以同樣的中心頻率傳輸。具體地，采用的擴(kuò)頻碼是相互正交的，以便允許在上行鏈路信道上同時(shí)傳輸從許多NLES站發(fā)射的信號(hào)。以這種方式獲得的導(dǎo)航信號(hào)403以被添加了相位移位90°的導(dǎo)頻信號(hào)，并且也由具體擴(kuò)頻碼CO擴(kuò)頻，其中，擴(kuò)頻碼CO用于識(shí)別傳輸NLES站并鑒別導(dǎo)航信號(hào)。采用的鑒別方法可以是可以確保對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別的任何已知的方法?？梢跃唧w引用的實(shí)例是下述專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的鑒別方法涉及提供RF信號(hào)的起源和/或內(nèi)容的識(shí)別手段的方法的FR2921528，或題目為 “Pseudo-random authentication code altering scheme for a transponderand a base station” 的 US2009/0179743,或甚至是題目為 “Authentif ication of datain a digital transmission system”的 US2005/0041955。也可以米用所謂的適于衛(wèi)星鏈路的“水印”技術(shù)。最后通過(guò)本地振蕩器IF將產(chǎn)生的信號(hào)變換到C或Ku帶，以便在上行鏈路信道上將其傳輸?shù)皆鰪?qiáng)衛(wèi)星SAT。通過(guò)如圖4a中指示的對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的產(chǎn)生進(jìn)行修改，本發(fā)明可以特別消除由與不同的上行鏈路頻帶L1，L5相關(guān)的傳播信道引起的差分誤差。引進(jìn)導(dǎo)頻信號(hào)可以在衛(wèi)星上對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行鑒別并增大信噪比估計(jì)效率。而且，先前想要在LI或L5帶中傳輸?shù)男盘?hào)現(xiàn)在是經(jīng)頻譜編碼的，并在同一頻率上傳輸，所以，也消除了兩個(gè)信道之間的同步問(wèn)題。最后，使用針對(duì)每個(gè)傳輸NLES站的擴(kuò)頻碼CO可以在站之間實(shí)現(xiàn)后面將對(duì)其進(jìn)行解釋的熱型冗余。在圖4b中示出的本發(fā)明的變形實(shí)施例中，在使用Walsh碼Cl，C5進(jìn)行頻譜擴(kuò)展步驟之前，預(yù)先將CCSK (循環(huán)碼移鍵控)型調(diào)制應(yīng)用到LI和L5帶中的導(dǎo)航信號(hào)。CCSK調(diào)制技術(shù)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的，例如，通過(guò)出版物“CyclicCode Shift Keying:A Low Probability of Intercept Communication Technique, IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 39, No3, July 2003，，。該出片反物釆用PN (偽噪聲)型單個(gè)Csk擴(kuò)頻碼來(lái)通過(guò)以預(yù)先確定的符號(hào)數(shù)移位代碼序列而對(duì)每個(gè)信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制，從而對(duì)每個(gè)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
該變形實(shí)施例可以消除導(dǎo)頻信號(hào)并通過(guò)識(shí)別應(yīng)用到導(dǎo)航信號(hào)的CCSK代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)NLES站進(jìn)行直接鑒別。通過(guò)每次在對(duì)信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制之前，以預(yù)先確定的符號(hào)數(shù)移位代碼序列，來(lái)對(duì)所有傳輸NLES站采用單一 CCSK代碼。在本發(fā)明的另一個(gè)變形實(shí)施例中(未示出)，可以保留導(dǎo)頻信號(hào)，但是為了提高檢測(cè)效率并因此通過(guò)CCSK調(diào)制自我校正功能的優(yōu)良屬性來(lái)鑒別不同NLES站，要通過(guò)CCSK代碼對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行過(guò)調(diào)制。在本發(fā)明的另一個(gè)變形中，為了在LI和L5帶中傳輸信號(hào),使用不同極化。例如，對(duì)信號(hào)之一采用右極化，對(duì)另一個(gè)信號(hào)采用左極化。以這種方式，限制兩個(gè)信號(hào)之間的交叉相關(guān)，這可以進(jìn)一步提高性能，同時(shí)使信號(hào)之間的微分頻散較低。在本發(fā)明的另一個(gè)變形中，對(duì)于在同一 NLES站的LI和L5帶中傳輸信號(hào)，采用同樣的極化，但是對(duì)于兩個(gè)不同的冗余NLES站采用不同的極化。該方案也包括下面的情況給定NLES站僅傳輸LI帶中的信號(hào)，另一個(gè)冗余NLES站僅傳輸L5帶中的具有不同于第一 站傳輸?shù)腖I帶中的信號(hào)的極化的信號(hào)。圖5a在方塊圖中，示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的SBAS增強(qiáng)衛(wèi)星的有效載荷的主要功能。與圖2中描述的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的有效載荷共同的元件采用同樣的附圖標(biāo)記表示。每個(gè)信道的頻率變換裝置204，205，214，215被消除，并被單一導(dǎo)航處理器501代替，其中，導(dǎo)航處理器501接收由一個(gè)或多個(gè)NLES站傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，并將導(dǎo)航信號(hào)傳輸?shù)接糜诟鶕?jù)相關(guān)擴(kuò)頻碼Cl，C5識(shí)別的頻帶LI，L5而廣播到用戶的放大、濾波信道之一。圖5b示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的有效載荷的變形實(shí)施例。在該變形中，通過(guò)放大器502和帶通濾波器504，實(shí)現(xiàn)到地面上的一個(gè)或多個(gè)NLES站的具體返回信道。第二帶通濾波器503對(duì)于將NLES站接收的信號(hào)從再傳輸?shù)酵徽镜男盘?hào)分離來(lái)說(shuō)是必要的。該返回信道像到增強(qiáng)衛(wèi)星的上行鏈路信道一樣，在Ku或C帶中操作。如上所述，一些增強(qiáng)系統(tǒng)，像歐洲EGNOS系統(tǒng)，已經(jīng)針對(duì)增強(qiáng)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了特定返回信道，其中，該信道僅用于以鏈接到地面站的時(shí)基對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行暫時(shí)伺服控制。在現(xiàn)在正描述的本發(fā)明的變形實(shí)施例中，為了在兩個(gè)傳輸站之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)進(jìn)一步提高服務(wù)連續(xù)性，增強(qiáng)衛(wèi)星的返回信道也可以將特定信息傳輸?shù)絅LES地面站。具體地，在衛(wèi)星上對(duì)上行鏈路的信噪干擾比SNIR進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)該返回信道將該測(cè)量再傳輸?shù)絅LES站。也提供了額定站和冗余站之間的相對(duì)同步。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SBAS系統(tǒng)的整體操作，其中，在增強(qiáng)衛(wèi)星600和導(dǎo)航地面站601，602之間實(shí)現(xiàn)返回信道611。地面站601，602根據(jù)衛(wèi)星傳輸?shù)男畔?，在地面站之間建立同步鏈路612。鏈路612特別是用于確保站的相互時(shí)間同步。圖7描述根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航處理器501的功能方塊圖。通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器701，將在處理器501的輸入處接收的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。提供獲得的數(shù)字信號(hào)作為第一導(dǎo)頻信號(hào)處理模塊702的輸入。該模塊702根據(jù)存儲(chǔ)器703中為每個(gè)NLES站引用的擴(kuò)頻碼使導(dǎo)頻信號(hào)同步并將其解調(diào)。鑒別模塊706根據(jù)選擇的現(xiàn)有的鑒別方法，對(duì)解調(diào)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行鑒別。測(cè)量模塊707測(cè)量信號(hào)和噪聲干擾組合的比，SINR。并行地，將對(duì)應(yīng)于不同NLES站傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的正交信號(hào)傳輸?shù)蕉嗦贩峙淦?04，其中，多路分配器704根據(jù)NLES站的參考擴(kuò)頻碼CO將接收到的導(dǎo)航信號(hào)與NLES站的識(shí)別器發(fā)生聯(lián)系。然后，與傳輸NLES站的識(shí)別器相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航信號(hào)被傳輸?shù)侥K705，其中模塊705特別負(fù)責(zé)批準(zhǔn)將信號(hào)再傳輸?shù)接脩?。根?jù)鑒別模塊706產(chǎn)生的鑒別結(jié)果，在該結(jié)果為負(fù)的情況下，該信號(hào)可能被阻塞。不使用導(dǎo)頻信號(hào)的情況下(該情況未表示在圖7中)，基于應(yīng)用到導(dǎo)航信號(hào)的CCSK代碼直接對(duì)傳輸NLES站進(jìn)行鑒別。基于導(dǎo)航信號(hào)而不是基于導(dǎo)頻信號(hào)，直接對(duì)上行鏈路的信噪干擾比SNIR進(jìn)行測(cè)量。如果鑒別為正，對(duì)針對(duì)不同NLES站獲得的信噪干擾比SNIR測(cè)量進(jìn)行比較，并僅保留具有最佳鏈接預(yù)算的站傳輸?shù)男盘?hào)，以再傳輸?shù)降孛?。?dāng)最佳SNIR比是針對(duì)冗余站傳輸?shù)男盘?hào)而獲得的，因此不是針對(duì)實(shí)際再傳輸?shù)淖顑?yōu)信號(hào)時(shí)，根據(jù)本 發(fā)明的有效載荷通過(guò)將新的最優(yōu)信號(hào)選擇作為冗余站傳輸?shù)恼故玖俗罡逽NIR比的信號(hào)來(lái)對(duì)站進(jìn)行切換。因此，可在衛(wèi)星上透明地進(jìn)行切換，而不導(dǎo)致任何服務(wù)中斷。當(dāng)測(cè)量的額定信號(hào)的SNIR比下降到低于預(yù)定的門(mén)限值時(shí)，導(dǎo)航處理器501做出在兩個(gè)傳輸NLES站之間進(jìn)行切換的決定。在返回信道可用的情況下(圖5b和6中描述的本發(fā)明的實(shí)施例)，信噪干擾比SNIR測(cè)量通過(guò)可用返回信道再傳輸?shù)降孛嫔系腘LES站。為了這個(gè)目的，所述測(cè)量通過(guò)已調(diào)信號(hào)(例如，已采用BPSK調(diào)制調(diào)制的信號(hào))，并以不同的頻率傳輸?shù)接糜趥鬏攲?dǎo)航信號(hào)的NLES站。FDM型頻率計(jì)劃被采用。因此，根據(jù)本發(fā)明的返回信道一方面允許為了對(duì)衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行時(shí)間伺服控制的目的而在第一頻帶上傳輸額定和冗余的導(dǎo)航信號(hào)；另一方面允許在第二頻帶上傳輸傳送每個(gè)已識(shí)別的傳輸NLES站的SNIR比信息的服務(wù)信號(hào)。為了該目的，模塊705負(fù)責(zé)產(chǎn)生傳送模塊707估計(jì)的SNIR比信息的服務(wù)信號(hào)。返回信道以如下形式實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)過(guò)采樣模塊708和一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器709。而且，當(dāng)在衛(wèi)星上進(jìn)行切換時(shí)，為了將已經(jīng)發(fā)生切換通知給地面站，額定NLES站的選擇也通過(guò)該服務(wù)信號(hào)再傳輸。當(dāng)NLES站601，602收到增強(qiáng)衛(wèi)星600傳輸?shù)姆?wù)信號(hào)時(shí)，它們調(diào)整它們的傳輸功率，以便每個(gè)站傳輸其增益或幅值根據(jù)最優(yōu)信號(hào)被伺服控制的信號(hào)(換句話說(shuō)，額定NLES站傳輸?shù)男盘?hào))。因此，在上行鏈路信道上傳輸?shù)膩?lái)自于增強(qiáng)衛(wèi)星的所有信號(hào)展現(xiàn)相同的功率，這進(jìn)一步方便了額定站故障時(shí)，在衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)站之間的透明切換。為了對(duì)功率進(jìn)行伺服控制，僅需要測(cè)量額定信號(hào)的SNIR比。在本發(fā)明的變形實(shí)施例中，衛(wèi)星傳輸所有SNIR比測(cè)量，以使冗余NLES站可以評(píng)估它們的鏈接的質(zhì)量。在本發(fā)明的另一個(gè)變形實(shí)施例中，除了測(cè)量SNIR比之外，衛(wèi)星的有效載荷對(duì)在上行鏈路信道上收到的不同信號(hào)之間的時(shí)間偏移(一方面來(lái)源于額定NLES站，另一方面來(lái)源于冗余NLES站)進(jìn)行測(cè)量。取決于所選的本發(fā)明的變形，借助之前說(shuō)明的傳輸?shù)膶?dǎo)頻信號(hào)的擴(kuò)頻碼，或者直接根據(jù)對(duì)導(dǎo)航信號(hào)本身的CCSK代碼的識(shí)別，來(lái)識(shí)別來(lái)自額定站的信號(hào)。對(duì)收到額定信號(hào)的時(shí)刻和收到冗余NLES站傳輸?shù)拿總€(gè)信號(hào)的時(shí)刻之間的時(shí)間偏移進(jìn)行測(cè)量。該偏移測(cè)量也通過(guò)衛(wèi)星的返回信道在服務(wù)信號(hào)中傳輸。該信息被NLES地面站收到，這可以為了使NLES地面站在上行鏈路信道上的傳輸同步，而通過(guò)地球鏈路612為NLES地面站各自的發(fā)射機(jī)提供時(shí)間同步。該同步進(jìn)一步提聞了有效載荷進(jìn)行的站切換事件中的服務(wù)連續(xù)性。本發(fā)明旨在為實(shí)現(xiàn)所謂的熱冗余而使不同NLES站在上行鏈路信道上傳輸?shù)乃行盘?hào)在時(shí)間和功率上同步。而且，當(dāng)每個(gè)站接收到返回信道上傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)時(shí)，通過(guò)將接收到的增強(qiáng)消息與以前傳輸?shù)脑鰪?qiáng)消息進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行完整性檢查。如果該檢查為負(fù)，站停止傳輸。衛(wèi)星將不再收到該站傳輸?shù)娜魏螌?dǎo)航信號(hào)，并且可以切換到具有最佳鏈接預(yù)算的冗余站。一旦從NLES站傳輸?shù)牟煌盘?hào)中鑒別并選擇了最優(yōu)導(dǎo)航信號(hào)，最優(yōu)導(dǎo)航信號(hào)傳輸?shù)降诙盘?hào)處理模塊710，其中，第二信號(hào)處理模塊710根據(jù)與導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)的擴(kuò)頻碼711和/或?qū)Ш叫盘?hào)的極化分量對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。具體地，根據(jù)已知擴(kuò)頻碼進(jìn)行信號(hào)去擴(kuò)展操作。每個(gè)擴(kuò)頻碼對(duì)應(yīng)于用于將導(dǎo)航信號(hào)傳輸?shù)接脩舻腖帶中的頻帶。一旦頻帶被識(shí)另Ij，例如LI或L5帶，導(dǎo)航信號(hào)通過(guò)包括至少一個(gè)過(guò)采樣模塊713和一個(gè)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器714的頻率轉(zhuǎn)換信道再傳輸?shù)较到y(tǒng)的用戶。在不使用導(dǎo)頻信號(hào)的情況下，采用CCSK解調(diào)共同對(duì)傳輸NLES站進(jìn)行鑒別。而且,信號(hào)處理模塊710也可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)表格712來(lái)對(duì)信號(hào)在幅值、相位和/或延遲上進(jìn)行校正。這些校準(zhǔn)表格是在對(duì)有效載荷進(jìn)行的溫度相關(guān)測(cè)量的基礎(chǔ)上完成的，并且這可以識(shí)別幅值、延遲和相位上的不平衡，并且在每個(gè)L帶傳輸信道之間是不同的。這些表格產(chǎn)生于衛(wèi)星試運(yùn)轉(zhuǎn)之前進(jìn)行的測(cè)量。然后根據(jù)服務(wù)的設(shè)備的溫度對(duì)校正進(jìn)行更新，并且可以通過(guò)溫度測(cè)量裝置在別處測(cè)量校正。這些校正允許差分傳輸路徑的精確平衡。對(duì)不同L帶傳輸信道進(jìn)行差分校正的可選方式包括米用一個(gè)或多個(gè)處于傳輸模式的冗余信道，這間接使得可以保存?zhèn)鬏數(shù)男盘?hào)，然后測(cè)量保存的傳輸信號(hào)和接收到的信號(hào)之間的漂移?！け景l(fā)明的具體應(yīng)用包括使用額定NLES站來(lái)在LI和L5帶中廣播操作信號(hào)，使用冗余NLES站來(lái)傳輸用于為了測(cè)試系統(tǒng)的一些功能或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行資格證明而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)的測(cè)試信號(hào)。在這種情況下，針對(duì)測(cè)試信號(hào)采用不同的擴(kuò)頻碼Cl，C5，CO。使用的測(cè)試信號(hào)可以由同樣的用于傳輸額定導(dǎo)航信號(hào)的NLES站傳輸，其中，測(cè)試信號(hào)具有同一天線極化或具有相對(duì)于導(dǎo)航信號(hào)的交叉極化。測(cè)試信號(hào)也可以由具體專(zhuān)用于測(cè)試的NLES站傳輸。本發(fā)明特別具有如下優(yōu)點(diǎn)保留增強(qiáng)衛(wèi)星的原始任務(wù)，即將增強(qiáng)消息中繼給用戶，同時(shí)提高冗余NLES站之間切換時(shí)的服務(wù)連續(xù)性。本發(fā)明也可以提高對(duì)傳輸信號(hào)的鑒別，并對(duì)抗任何誤表示，并且本發(fā)明也可以提高使用不同頻帶LI，L5傳輸導(dǎo)航信號(hào)時(shí)系統(tǒng)的性倉(cāng)泛。
權(quán)利要求
1.一種用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，包括輸入信道(201，202，503)和多個(gè)輸出信道(206，207，208，216，217，218)，其中所述輸入信道適于接收由至少一個(gè)導(dǎo)航地面站(NLES)在第一頻帶中傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，每個(gè)輸出信道適于以不同于所述第一帶和其他廣播帶的頻帶廣播導(dǎo)航信號(hào)，其特征在于，還包括導(dǎo)航處理器(501)，適于對(duì)每個(gè)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行如下操作 根據(jù)每個(gè)與導(dǎo)航地面站(NLES)相關(guān)的第一組擴(kuò)頻碼(703)，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)信號(hào)在相位上進(jìn)行去擴(kuò)展(702)，以提取導(dǎo)頻信號(hào)； 對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行鑒別(706)，并根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)推斷傳輸所述信號(hào)的站(NLES)； 如果鑒別(706)為負(fù)，阻塞所述導(dǎo)航信號(hào)； 對(duì)影響所述導(dǎo)頻信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)進(jìn)行測(cè)量(707)； 從接收到的導(dǎo)航信號(hào)中保留展示最高信噪干擾比并且對(duì)其的鑒別為正的導(dǎo)航信號(hào)，所述已保留信號(hào)稱(chēng)作額定信號(hào)，傳輸額定信號(hào)的站(NLES)稱(chēng)作額定站，其他傳輸站(NLES)稱(chēng)作冗余站； 根據(jù)每個(gè)與將在廣播頻帶之一上傳輸?shù)囊活?lèi)導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)的第二組擴(kuò)頻碼(711)，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)正交額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展(710)； 在與使用的擴(kuò)頻碼相關(guān)的廣播頻帶中傳輸(713，714)所述額定導(dǎo)航信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其中，首先根據(jù)“循環(huán)碼移鍵控”型調(diào)制對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，通過(guò)對(duì)與所述調(diào)制相關(guān)的代碼進(jìn)行識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行鑒別。
3.一種用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，包括輸入信道(201，202，503)和多個(gè)輸出信道(206，207，208，216，217，218)，其中所述輸入信道適于接收由至少一個(gè)導(dǎo)航地面站(NLES)在第一頻帶中傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，每個(gè)輸出信道適于以不同于所述第一帶和其他廣播帶的頻帶廣播導(dǎo)航信號(hào)，其特征在于，還包括導(dǎo)航處理器(501)，適于對(duì)每個(gè)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行如下操作 籲根據(jù)“循環(huán)碼移位鍵控”型調(diào)制，對(duì)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)； 通過(guò)對(duì)與所述調(diào)制相關(guān)的代碼進(jìn)行識(shí)別并根據(jù)該代碼推斷傳輸所述信號(hào)的站(NLES)來(lái)對(duì)所述接收到的信號(hào)進(jìn)行鑒別(706)； 如果鑒別(706)為負(fù)，阻塞所述導(dǎo)航信號(hào)； 籲對(duì)影響所述接收到的信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)進(jìn)行測(cè)量(707)； 從接收到的導(dǎo)航信號(hào)中保留展示最高信噪干擾比并且對(duì)其的鑒別為正的導(dǎo)航信號(hào)，所述已保留信號(hào)稱(chēng)作額定信號(hào)，傳輸額定信號(hào)的站(NLES)稱(chēng)作額定站，其他傳輸站(NLES)稱(chēng)作冗余站； 根據(jù)每個(gè)與將在廣播頻帶之一上傳輸?shù)囊活?lèi)導(dǎo)航信號(hào)相關(guān)的一組擴(kuò)頻碼(711)，并針對(duì)每個(gè)所述代碼，對(duì)正交額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行去擴(kuò)展(710); 在與使用的擴(kuò)頻碼相關(guān)的廣播頻帶中傳輸(713，714)所述額定導(dǎo)航信號(hào)。
4.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，當(dāng)測(cè)量的所述額定信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)下降到低于預(yù)定的門(mén)限值時(shí)，新的被保留的額定信號(hào)是展現(xiàn)最高信噪干擾比的額定信號(hào)。
5.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，也包括返回信道(502，504)，適于在所述第一頻帶中將至少一個(gè)服務(wù)信號(hào)廣播到至少一個(gè)導(dǎo)航地面站(NLES)，其中，所述服務(wù)信號(hào)至少包括對(duì)至少額定信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)的測(cè)量，所述服務(wù)信號(hào)適于將所述冗余站(NLES)的傳輸功率伺服控制應(yīng)用到額定站(NLES)的傳輸功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，所述服務(wù)信號(hào)也包括對(duì)由衛(wèi)星(600)接收、由所有傳輸站(NLES)傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)進(jìn)行的測(cè)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，所述服務(wù)信號(hào)也包括對(duì)衛(wèi)星(600) —方面收到額定信號(hào)和收到冗余導(dǎo)航地面站(NLES)傳輸?shù)男盘?hào)之間的時(shí)間偏移的測(cè)量，其中，所述服務(wù)信號(hào)適于使所述站(NLES)之間時(shí)間同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6、7中任一項(xiàng)所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，所述返回信道(502，504)也適于在所述第一頻帶中對(duì)額定導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行廣播。
9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，所述第一頻帶是C或Ku帶，所述廣播頻帶至少是LI和L5帶。
10.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，其特征在于，所述擴(kuò)頻碼是Walsh碼。
11.一種增強(qiáng)衛(wèi)星(600)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的有效載荷，所述增強(qiáng)衛(wèi)星(600)適于在上行鏈路上在第一頻帶中接收導(dǎo)航信號(hào)，并在下行鏈路上在多個(gè)廣播頻帶中對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行再?gòu)V播。
12.—種導(dǎo)航地面站(NLES)，適于接收增強(qiáng)消息，并產(chǎn)生包括所述消息的導(dǎo)航信號(hào)，其中，采用與其廣播頻帶(L1，L5)相關(guān)的第一擴(kuò)頻碼(C1，C5)對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，所述導(dǎo)航信號(hào)在上行鏈路上在不同于廣播頻帶(LI，L5)的第一頻帶中傳輸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的導(dǎo)航地面站(NLES)，其中，所述導(dǎo)航信號(hào)正交地添加到導(dǎo)頻信號(hào)，所述導(dǎo)頻信號(hào)由與所述導(dǎo)航地面站(NLES)相關(guān)的第二擴(kuò)頻碼(CO)擴(kuò)頻。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的導(dǎo)航地面站(NLES)，其中，首先將“循環(huán)碼移位鍵控”型調(diào)制應(yīng)用到所述導(dǎo)航信號(hào)或所述導(dǎo)頻信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中的任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航地面站(NLES)，其中，傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的極化根據(jù)廣播頻帶(LI，L5)而不同。
16.—種增強(qiáng)系統(tǒng),包括 至少一個(gè)觀測(cè)站(RMS)，適于接收至少一個(gè)無(wú)線電導(dǎo)航衛(wèi)星(NAV)傳輸?shù)臒o(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)，并對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行測(cè)量； 至少一個(gè)處理中心(CPF)，適于接收至少一個(gè)測(cè)量站(RMS)傳輸?shù)乃鰷y(cè)量，并根據(jù)所述測(cè)量產(chǎn)生至少一個(gè)增強(qiáng)消息； 多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)航地面站(NLES)； 至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求11所述的增強(qiáng)衛(wèi)星(600)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，適于對(duì)熱冗余型的導(dǎo)航地面站(NLES)進(jìn)行切換。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的增強(qiáng)系統(tǒng)，其中，在兩個(gè)冗余導(dǎo)航地面站(NLES)之間，傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)的極化是不同的。
19.根據(jù)權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)收到所述增強(qiáng)衛(wèi)星(600)傳輸?shù)姆?wù)信號(hào)并且所述服務(wù)信號(hào)至少包括對(duì)至少所述額定信號(hào)的信噪干擾比(SNIR)的測(cè)量時(shí)，所述導(dǎo)航地面站(NLES)將它們的傳輸功率伺服控制到額定站的傳輸功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的增強(qiáng)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)收到所述服務(wù)信號(hào)時(shí)，所述導(dǎo)航地面站(NLES)對(duì)它們各自的傳輸進(jìn)行時(shí)間同步。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于增強(qiáng)系統(tǒng)的衛(wèi)星有效載荷。本發(fā)明涉及一種用于增強(qiáng)衛(wèi)星(600)的有效載荷，包括輸入信道(201,202,503)和多個(gè)輸出信道(206,207,208,216,217,218)，其中輸入信道適于接收由至少一個(gè)導(dǎo)航地面站(NLES)在第一頻帶中傳輸?shù)膶?dǎo)航信號(hào)，每個(gè)輸出信道適于以不同于所述第一帶和其他廣播帶的頻帶廣播導(dǎo)航信號(hào)，其特征在于，還包括導(dǎo)航處理器(501)。本發(fā)明還涉及包括這種有效載荷的衛(wèi)星，和包括這種衛(wèi)星的增強(qiáng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01S19/03GK102914778SQ20121027026
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
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