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空 天 力 量 杂 志
穿 ’ 干 扰 器 , 恢 复 GPS 在 作 战 区 域 的 导 航 。” 8
实 际 现 场 试 验 表 明 , 机 载 假 卫 星 可 以 取 代 卫
星 广 播 , 能 向 GPS 军 事 用 户 提 供 优 质 导 航 信
号 , 只 需 对 接 收 器 的 软 件 程 序 稍 做 修 改 即 可 。
还 有 研 究 人 员 运 用 信 标 来 发 射 独 特 信 号 ,
其 接 收 机 需 要 专 门 设 计 , 以 能 根 据 这 些 信 号
进 行 导 航 。 有 一 家 公 司 在 某 局 部 地 区 设 置 地
面 信 标 装 置 , 用 于 辅 助 GPS, 或 者 在 没 有
GPS 的 情 况 下 独 立 导 航 。 9 人 们 甚 至 可 以 使
用 这 些 信 标 装 置 来 判 定 地 下 复 杂 采 矿 坑 道 中
矿 工 的 位 置 。 进 一 步 , 这 些 装 置 有 可 能 辅 助
地 面 部 队 在 封 闭 环 境 中 开 展 行 动 。 从 军 事 行
动 角 度 来 看 , 这 种 方 法 需 要 把 发 射 机 部 署 在
地 面 或 飞 机 平 台 上 。
用 人 造 随 机 信 号 导 航
GPS 是 通 过 跟 踪 卫 星 发 射 的 信 号 实 现 导
航 , 用 人 造 随 机 信 号 (SoOP) 导 航 也 是 根 据
相 同 原 理 , 不 同 点 在 于 SoOP 导 航 所 跟 踪 的
信 号 不 是 那 些 以 导 航 为 目 的 所 发 射 的 信 号 ,
而 是 为 其 他 特 定 目 的 发 射 的 信 号 , 如 调 幅 和
调 频 无 线 电 、 卫 星 无 线 电 、 电 视 、 手 机 发 射 网 、
无 线 电 脑 网 , 以 及 其 他 多 种 卫 星 信 号 。 先 进
导 航 技 术 中 心 已 经 研 究 了 电 视 信 号 、 调 幅 无
线 电 信 号 、 数 字 音 频 / 视 频 广 播 , 以 及 无 线
网 络 等 各 种 可 行 选 择 。 10 由 于 SoOP 选 择 很
多 , 研 究 人 员 开 发 了 一 种 数 学 工 具 来 确 定 这
些 信 号 对 导 航 的 可 用 性 。 11
SoOP 导 航 相 对 GPS 导 航 有 若 干 优 势 。
首 先 ,SoOP 选 择 很 多 , 可 以 保 证 导 航 用 户 需
要 定 位 和 需 要 减 少 定 位 误 差 时 有 大 量 可 用 信
号 存 在 。 第 二 ,SoOP 的 接 收 信 号 强 度 经 常 高
于 GPS 信 号 。 12 ( 我 们 还 经 常 可 在 室 内 环 境
接 收 到 调 频 无 线 电 台 或 手 机 网 发 射 的 可 用 信
号 , 此 点 亦 强 于 GPS 信 号 。) 并 且 , 采 用
SoOP 导 航 的 用 户 不 必 考 虑 设 备 部 署 或 运 行 费
用 。( 当 然 , 移 动 接 收 器 , 就 像 GPS 接 收 器
一 样 , 需 要 专 门 设 计 和 制 造 后 才 可 投 用 。)
把 SoOP 用 于 导 航 也 有 缺 点 。 信 号 发 射
系 统 既 然 不 是 有 意 把 这 些 信 号 用 于 导 航 , 其
定 时 也 就 不 会 互 相 连 接 或 同 步 。 再 者 , 导 航
用 户 可 能 不 清 楚 发 射 的 是 什 么 信 号 。 为 减 轻
这 两 个 问 题 , 在 典 型 的 SoOP 导 航 模 式 中 ,
通 常 包 括 一 个 基 地 台 , 亦 即 一 个 在 用 户 接 收
机 附 近 的 已 知 地 点 存 在 一 个 接 收 装 置 。 基 地
台 允 许 用 户 装 置 提 取 SoOP 中 的 某 些 特 征 ,
从 而 减 轻 定 时 问 题 。 大 多 数 算 法 还 假 设 SoOP
发 射 机 ( 例 如 无 线 电 台 塔 或 无 线 路 由 器 ) 设
在 已 知 地 点 , 有 关 确 定 这 个 地 点 信 息 的 方 法
也 已 研 制 出 来 。SoOP 导 航 中 发 生 错 误 的 主 要
根 源 是 多 路 或 反 射 信 号 , 这 个 问 题 很 难 解 决 。
正 交 频 率 分 配 多 路 传 输 用 于 数 字 音 频 /
视 频 广 播 和 许 多 无 线 网 络 装 置 , 是 一 种 最 具
潜 力 的 SoOP 信 号 结 构 。 这 些 信 号 表 现 出 其
他 信 号 所 缺 乏 的 导 航 用 途 优 势 , 例 如 信 号 中
含 有 冗 余 信 息 , 用 户 可 通 过 监 听 ( 被 动 收 听
一 个 信 号 ) 而 获 得 导 航 数 据 , 而 不 必 使 用 基
地 台 。 13 与 此 紧 密 相 关 的 研 究 还 有 如 何 使 用
无 线 电 频 率 指 纹 来 把 每 个 信 号 联 系 到 某 个 特
定 的 发 射 台 。 14
SoOP 导 航 法 中 , 除 了 通 过 跟 踪 一 个
SoOP 而 获 得 定 时 信 息 ( 类 似 于 GPS 导 航 )
之 外 , 还 有 其 他 方 式 可 供 考 虑 。 例 如 : 我 们
可 以 使 用 角 度 到 达 数 据 ( 主 要 通 过 使 用 多 个
天 线 获 得 ) 进 行 导 航 , 即 把 多 个 到 达 角 进 行
等 分 , 运 用 三 角 测 量 系 来 确 定 接 收 器 的 位 置 。
另 外 , 我 们 也 可 使 用 SoOP 的 信 号 接 收 强 度
来 估 算 与 其 发 射 源 的 大 致 距 离 。 有 一 家 民 间
公 司 甚 至 提 供 无 线 网 络 位 置 和 发 射 功 率 数 据
库 , 用 于 信 号 接 收 强 度 计 算 。 15
用 自 然 发 生 随 机 信 号 导 航
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