本发明提出的一种多用户条件下提高码分测距精度的电路，可以以解决测距误差漂移的问题，本发明通过下述技术方案予以实现，干扰目标载波通过变频器，一路经解扩器对干扰目标信息解调作为干扰对消模块的输入，另一路通过干扰目标接收机对干扰目标伪码跟踪解调，得到的干扰目标的本地伪码与解调信息一起送入干扰目标再生基带模块，经过固定的延迟模块1后补偿干扰目标信息解调带来的延迟，然后与解调信息一起完成干扰目标基带信号再生；汇同延迟校正模块进入可调延迟模块，延迟校正模块调整可调延迟模块的延迟量，并在每次调整后比较相关处理结果，遍历各个延迟量后搜索最大相关输出得到最佳延迟量，运算结果通过干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
1.一种多用户条件下提高码分测距精度的电路，包括：干扰目标接收机、接收干扰目标载波的变频器、解扩器、测距目标接收机、接收测距目标载波的另一路变频器和干扰对消模块，其中，干扰对消模块包括：电连接解扩器的延迟模块1，电连接变频器的延迟模块2，经延迟模块1通过干扰目标再生基带模块、可调延迟模块电连接的相关处理模块及延迟模块3，旁接可调延迟模块的延迟校正模块，延迟模块2输入端连接延迟模块4，以及经延迟模块2通过上述相关处理模块电连接的归一化处理模块，其特征在于，干扰目标载波通过变频器，一路经解扩器对干扰目标信息解调，将解调信息作为干扰对消模块的输入，另一路通过干扰目标接收机对干扰目标伪码跟踪解调，得到干扰目标的本地伪码，本地伪码通过延迟模块1与解调信息一起送入干扰目标再生基带模块，经过固定的延迟模块1后补偿干扰目标信息解调带来的延迟，然后与解调信息一起完成干扰目标基带信号再生；汇同延迟校正模块进入可调延迟模块，延迟校正模块调整可调延迟模块的延迟量，并在每次调整后比较相关处理结果，遍历各个延迟量后搜索最大相关输出得到最佳延迟量，在工作状态时，测距目标接收机对测距目标的载波相位进行跟踪并利用跟踪的载波信号作为本振对测距目标信号进行相干变频后得到测距目标基带信号作为干扰对消模块的输入，延迟校正模块固定输出最佳延迟量作为可调延迟模块的延迟量；信号输入的测距目标载波经另一路变频器进入延迟模块2，固定延迟后的信号送入相关处理模块进行相关处理，相关处理模块输出的相关处理结果，经过归一化处理模块作为干扰消除权重，将相关处理输出的相关处理结果乘以系数X；干扰目标的再生基带信号经过固定延迟延迟模块3后与权重值进行相乘运算，然后与测距目标基带信号经固定延迟延迟模块4后的信号进行干扰消除运算，运算结果通过干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
2.按权利要求1所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：延迟校正模块对干扰目标的本地伪码进行延迟处理，延迟量为1个干扰目标信息码片宽度，延迟处理后的伪码与干扰目标的解调信息一起进行干扰目标基带信号的重构。
3.按权利要求2所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：延迟校正模块将伪码与信息进行异或处理得到，重构的干扰目标基带信号经过可调延迟模块时延可变的延迟处理后通过相关处理模块与测距目标的基带信号进行相关处理。
4.按权利要求3所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：相关处理模块先将重构的干扰信号转换为-1、1表示的信号，其中0转换为1,1转换为-1，将转换后的信号与测距目标的基带信号进行相乘运算，对相乘的运算结果进行求绝对值计算，对绝对值计算的结果进行积分计算后得到相关运算输出。
5.按权利要求4所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：延迟校正模块利用相关处理结果对可调延迟模块的延迟器进行校正，改变延迟器的延迟量，将相关运算输出结果最大时对应的延迟量作为校正结果。
6.按权利要求5所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：延迟校正模块校正完成后利用相关处理结果计算干扰消除的权重，相关处理模块输出的相关处理结果经归一化处理模块归一化处理后作为干扰消除权重，将相关处理输出的相关处理结果乘以系数X得到归一化处理结果X=2/(B×G)，其中，B为干扰目标再生基带信号的峰峰值（p-p），G为相关处理增益。
7.按权利要求1所述的多用户条件下提高码分测距精度的电路，其特征在于：干扰目标的再生基带信号经过固定延迟延迟模块3后与权重值进行相乘运算，然后与测距目标基带信号经固定延迟延迟模块4后的信号进行干扰消除运算，干扰消除运算具体实现方式为：测距目标基带信号减去加权的干扰目标再生基带信号得到，干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
多用户条件下提高码分测距精度的电路
技术领域
[0001] 本发明提出一种利用对消技术提高码分多用户条件下测距精度的方法，主要涉及与码分多址测距等相关的应用领域。
背景技术
[0002] 在由测距机和应答机组成的测距系统中，测距机发射测距伪码给应答机，应答机对接收的伪码进行捕获与跟踪,完成接收时钟的再生,以再生的时钟发射应答伪码给测距机，测距机同样对接收的伪码进行捕获与跟踪,通过发射伪码帧与接收伪码帧的时差进行测距。常用的测距方法有脉冲法测距和相位法测距。脉冲法测距发射脉冲功率高,作用距离远,但精度较低,一般用于远距离测距、地形测量和炮瞄准雷达测距等；相位法测距的精度比脉冲法高,在大地测量、工程测量中广泛被采用。无论采用哪种方法,都存在抗干扰性差,测量距离受限,精度低,信号易被截获等缺点。由于良好的码分多址通信能力和很好的通信保密性等特性，在军事/民用通信和遥测、定位领域得到了广泛的应用。随着卫星对地观测分辨率精度的提高，卫星本身定位精度的要求也越来越高，目前卫星测距采用短周期伪码，在单用户模式下测距精度可以得到保证，但一方面卫星下发信号不只有测距信号还有用于数据传输的其他信号，这些信号也采用短周期伪码，同时还存在多个卫星同处于地面接收范围内的场景，这些情况都会在接收信号中引入码分的多用户信号。
[0003] 全球定位系统采用测距码来进行伪距测量，而不采用其他手段(如脉冲法)，这是因为用测距码来测定伪距具有以下几个优点：
[0004] 1)易于将微弱的卫星信号提取出来。卫星信号的发射功率有限，很容易被一些干扰信号(如电视台、移动电话台、微波中继站等)所掩盖，卫星信号的强度一般只有这些噪声信号强度的万分之一或更低。只有依据伪距码的独特结构，才能将卫星信号从噪声中提取出来；
[0005] 2)可提高测距精度。用测距码进行相关处理所获得的伪距观测值可以视为用积分间隔中的每个码分别测距，然后将测得的结果取平均后所获得的均值，其精度显然要高于脉冲法测距的精度；
[0006] 3)便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理。接收机接受信号时，卫星信号会连同噪声一起进入每个通道。但接收机在每个通道都规定了所观测卫星的PRN号，因此相应通道只产生相对应卫星的复制码(在某一时刻t卫星在卫星钟的控制下发出某一结构的测距码，与此同时接收机则在接收机钟的控制下产生或者说复制出结构完全相同的测距码，简称复制码)，而其他卫星的测距码及噪声与该复制码可视为相互正交，相关系数的影响趋于零。这样就可以将其他卫星信号及噪声分离出去。因此让每个通道皆产生与需要观测的卫星相同的测距码，就能同时对视场中的n颗卫星分别进行伪距观测，从而方便地实现对卫星信号的识别和处理；
[0007] 4)便于对系统进行控制和管理。采用测距码后，美国国防部可以通过公开某种码的结构或对某种码结构进行保密来对用户使用该系统的程度加以控制。
[0008] 出于硬件兼容的考虑,地基伪卫星多采用码分多址体制的测距信号。信号间多址干扰是影响伪卫星测距精度的因素之一，特别是在远近效应下会产生较大测距影响,为实现高精度定位,需降低多址干扰带来的测距影响，通常采用码分多址(CDMA)测距系统进行寻址自动测距,寻址量达4096个地址。相比数据解调，测距系统更容易受到多用户的干扰，由于测距系统采用的短周期码，用户间的码互相关性较强，这种影响会更严重，这种干扰在测距精度要求较低的时候可以忽略，但在应用于高精度测距系统的时候，这种干扰会成为主要的干扰，干扰体现在两方面，一方面是干扰用户运动速度与测距用户运动速度相当时，测量距离与实际距离存在一个较大的误差，且误差随时间缓慢滑动，我们称之为测距误差漂移；一方面是干扰用户与测距用户存在较大运动速度差时，测量距离在实际距离上叠加了一个随机误差，这种现象会导致测距误差的方差变大，测距精度下降。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于解决上述技术问题，提出一种有效的、稳定可靠的、能够消除多用户干扰，易于实现多用户条件下提高码分测距精度的电路，以解决测距误差漂移的问题。
[0010] 本发明具解决技术问题所采用的技术方案是：一种多用户条件下提高码分测距精度的电路，包括变频器、解扩器和干扰对消模块，其特征在于，干扰目标载波通过变频器，一路经解扩器对干扰目标信息解调，将解调信息作为干扰对消模块的输入，另一路通过干扰目标接收机对干扰目标伪码跟踪解调，得到干扰目标的本地伪码，本地伪码通过延迟模块1与解调信息一起送入干扰目标再生基带模块，经过固定的延迟模块1后补偿干扰目标信息解调带来的延迟，然后与解调信息一起完成干扰目标基带信号再生；汇同延迟校正模块进入可调延迟模块，延迟校正模块调整可调延迟模块的延迟量，并在每次调整后比较相关处理结果，遍历各个延迟量后搜索最大相关输出得到最佳延迟量，在工作状态时，测距目标接收机对测距目标的载波相位进行跟踪并利用跟踪的载波信号作为本振对测距目标信号进行相干变频后得到测距目标基带信号作为干扰对消模块的输入，延迟校正模块固定输出最佳延迟量作为可调延迟模块的延迟量；信号输入的测距目标载波经另一路变频器进入延迟模块2，固定延迟后的信号送入相关处理模块进行相关处理，相关处理模块输出的相关处理结果，经过归一化处理模块作为干扰消除权重，将相关处理输出的相关处理结果乘以系数X；干扰目标的再生基带信号经过固定延迟“延迟模块3”后与权重值进行相乘运算，然后与测距目标基带信号经固定延迟“延迟模块4”后的信号进行干扰消除运算，运算结果通过干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
[0011] 本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
[0012] 本发明采用对消技术，利用干扰用户解调得到的本地伪码和解调信息再生出干扰用户基带信号，利用再生的基带信号与测距用户基带信号进行相关求解实时权重，利用权重对再生信号进行加权用消除测距用户基带信号中的该用户干扰成分，可以有效提高在码分多用户条件下测距精度，尤其在测距精度要求较高的情况下，这一效果尤其明显。
[0013] 本发明将再生的干扰用户的基带信号加权后消除干扰用户对测距用户的干扰的方式来提高测距用户测距精度，解决了测距用户由于多用户干扰导致的测距精度下降，距离误差漂移问题；该方法结构简单，利于小型化实现。
[0014] 简单、稳定、可靠，利于实现。本发明利用干扰用户解调后得到的本地伪码和解调信息进行干扰用户基带波形重构，利用权重方法计算的权值对重构的干扰用户基带波形进行加权，利用加权的干扰用户再生的基带波形消除测距用户基带波形内的干扰信号后得到对消后的测距用户基带波形。
[0015] 具有稳定性高、实时性强的优点。本发明采用实时的方式计算权重，将重构的干扰用户基带波形进行延迟调整后与测距用户基带信号进行实时相关，利用相关结果计算对消权重，利用这种方式可以使该方法适应高动态用户，并适应干扰用户载波和测距用户载波频差导致的高速相对相位旋转。可有效解决码分多用户条件下每个用户由于受到其他用户的干扰而出现的测距零值漂移、精度下降等问题。
[0016] 本发明采用延迟对齐的方式扣除权重计算延迟，确保在进行对消时使用的权值的有效性。
附图说明
[0017] 下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
[0018] 图1是本发明多用户条件下提高码分测距精度的电路原理示意图。
[0019] 图2是干扰用户对测距用户伪码跟踪S鉴相曲线的影响。
具体实施方式
[0020] 参阅图1。在以下描述的实施例中，多用户条件下提高码分测距精度的电路，包括变频器、解扩器和干扰对消模块，其中，干扰目标载波通过变频器，一路经解扩器对干扰目标信息解调，将解调信息作为干扰对消模块的输入(0、1表示)，另一路通过干扰目标接收机对干扰目标伪码跟踪解调，得到干扰目标的本地伪码(0、1表示)，本地伪码通过延迟模块1与解调信息一起送入干扰目标再生基带模块，经过固定的延迟模块1后补偿干扰目标信息解调带来的延迟，然后与解调信息一起完成干扰目标基带信号再生；汇同延迟校正模块进入可调延迟模块，延迟校正模块调整可调延迟模块的延迟量，并在每次调整后比较相关处理结果，遍历各个延迟量后搜索最大相关输出得到最佳延迟量，在工作状态时，测距目标接收机对测距目标的载波相位进行跟踪并利用跟踪的载波信号作为本振对测距目标信号进行相干变频后得到测距目标基带信号作为干扰对消模块的输入，延迟校正模块固定输出最佳延迟量作为可调延迟模块的延迟量；信号输入的测距目标载波经另一路变频器进入延迟模块2，固定延迟后的信号送入相关处理模块进行相关处理，相关处理模块输出的相关处理结果，经过归一化处理模块作为干扰消除权重，将相关处理输出的相关处理结果乘以系数X；干扰目标的再生基带信号经过固定延迟“延迟模块3”后与权重值进行相乘运算，然后与测距目标基带信号经固定延迟“延迟模块4”后的信号进行干扰消除运算，运算结果通过干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
[0021] 延迟校正模块对干扰目标的本地伪码进行延迟处理，延迟量为1个干扰目标信息码片宽度，延迟处理后的伪码与干扰目标的解调信息一起进行干扰目标基带信号(0、1表示)的重构，具体重构方法是延迟校正模块将伪码与信息进行异或处理得到，重构的干扰目标基带信号经过可调延迟模块时延可变的延迟处理后通过相关处理模块与测距目标的基带信号进行相关处理，具体相关处理的方法是相关处理模块先将重构的干扰信号转换为-1、1表示的信号，其中0转换为1,1转换为-1，将转换后的信号与测距目标的基带信号进行相乘运算，对相乘的运算结果进行求绝对值计算，对绝对值计算的结果进行积分计算后得到相关运算输出；延迟校正模块利用相关处理结果对时延可变的延迟器进行校正，具体做法是改变延迟器的延迟量，将相关运算输出结果最大时对应的延迟量作为校正结果。延迟校正模块校正完成后利用相关处理结果计算干扰消除的权重，具体做法是相关处理模块输出的相关处理结果经归一化处理模块归一化处理后作为干扰消除权重，归一化处理的具体过程是：将相关处理输出的相关处理结果乘以系数X得到归一化处理结果X＝2/(B×G)，其中，B为干扰目标再生基带信号的峰峰值(p-p)，G为相关处理增益；干扰目标的再生基带信号经过固定延迟“延迟3”后与权重值进行相乘运算，然后与测距目标基带信号经固定延迟“延迟
4”后的信号进行干扰消除运算，干扰消除运算具体实现方式为：测距目标基带信号减去加权的干扰目标再生基带信号得到，干扰对消模块输出干扰消除后的基带信号。
[0022] 参阅图2。横轴为本地伪码与输入信号伪码的相位偏差，无干扰情况下(实线表示)本地伪码与输入信号伪码的相位偏差为零时鉴相器输出为零，利用这个特性可准确估计输入信号伪码的相位从而达到测距的目的。当有干扰情况下(虚线表示)本地伪码与输入信号伪码的相位偏差为零时鉴相器输出不为零，而在某个本地伪码与输入信号伪码的相位有偏差时鉴相器输出为零，这样无法对输入信号的伪码相位进行准确估计，从而出现测距偏差。
