测距过程的C函数大致流程如图5所示。

当系统数据速率为4.8 kbps,PN码长为1 023时,chip宽度为0.407 μs。由于本地PN码同步精度为1/8 chip,所以信号往返延时的测量精度为

实际中由于收发两端载波频率不完全一致以及收发端PN码相位差的抖动造成了测距精度的降低。增加双工UHF射频单元后,实测测距误差小于16 m。由于主端机采用计时器对信号往返延时进行粗估计,最远测距距离仅受通信距离限制,这保证了整个系统通信和定位的区域覆盖能力相同。
整个通信/定位系统正常工作时,每个用户端机通过对其它用户进行测距可获取本机的相对位置信息,实现相对导航。若有些(多于3个)用户端机已知绝对坐标(如地面台),则其它用户可通过对这些端机的测距并结合卡尔曼滤波的方法来获取自己的绝对坐标。对于空中用户,本端机可与惯性导航系统交联,提高导航与定位的精度和稳定度。
五、结束语
将中频系统中扩频调制中的一个支路(图1中的PN1支路)用作导频信道并增添软件接口,可以组建同步CDMA或准同步(同步精度为几个chip)CDMA数据网络。通过端机间的精确同步和功率控制提高系统容量和定位精度,使系统的优良特性得以充分发挥和利用。
本端机的参数可以灵活设置,可以实现GPS信号的C/A码捕获(扩频系数为1 023,chip速率为1.023 Mbps时),但需要更改和增添软件及射频部分。
在信道质量较好或无特殊抗干扰要求时,本端机可以工作在非扩频方式下,这时最高数据速率可以达到4.096 Mbps(QPSK调制)。
本端机处于试验完善阶段。研制过程中考虑到功能的扩展及软件调试和更改的要求,选用了处理能力较强的,留有较大的处理余量,在必要时可以加入语音压缩编码和更高性能的FEC。
参考文献
[1]朱近康.CDMA扩频通信技术[M].人民邮电出版社,2001.
[2]A. V. Oppenheim,R. W. Schafer. Discrete-Time Signal Processing[M].Prentice Hall, 1989.
[3]杨小牛,等.原理与应用[M].电子工业出版社,2001 .
[4]查光明,熊贤祚.扩频通信[M].西安电子科技大学出版社,1990.