《测绘学报》构建与学术的桥梁拉近与权威的距离

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2023-11-03 10:23:27

本文介绍了卫星导航信号在卫星导航系统中的重要性以及北斗三号导航信号设计的主要需求和挑战。同时，提出了一种创新的卫星导航信号理论：多载波恒包络复合导航信号，并介绍了两种创新的导航信号结构：正交复用二进制偏移载波（QMBOC）信号和非对称恒包络二进制偏移载波（ACE-BOC）信号，分别阐述了它们的技术特点和工程应用优势。最后，还介绍了QMBOC和ACE-BOC的学术影响力和知识产权情况。

需求与挑战

卫星导航信号是卫星导航系统实现三边定位的核心载体，是卫星导航系统的神经中枢，是卫星导航系统形成能力的重要环节，决定了卫星导航系统的先天性能和PNT服务能力。北斗三号导航信号设计的主要需求是自主知识产权、兼容与互操作、高性能、多样化的服务和平稳过渡。北斗三号导航信号设计面临着巨大的挑战，集中体现在性能提升vs.频谱资源、中国特色vs.兼容与互操作、自主创新vs.专利约束、技术先进vs.研究基础和跨越式发展vs.平稳过渡等方面。

创新的信号设计理论与技术

多载波恒包络复合导航信号是一种创新的卫星导航信号理论，它具有频域稀疏+时域恒包络+结构灵活的特点，能有效利用碎片化的频谱资源，形成更大的Gabor带宽，并可提供多种接收方式和不同服务性能。在这个理论框架下，结合北斗三号的具体需求和约束，我们提出了两种创新的导航信号结构：正交复用二进制偏移载波（QMBOC）信号和非对称恒包络二进制偏移载波（ACE-BOC）信号。QMBOC的主要特点是可满足B1频点信号的频谱兼容性要求，具有自主知识产权，可规避TMBOC和CBOC的专利风险，具有更高的测距精度、更好的抗多径性能以及多种接收方式。ACE-BOC的主要特点是可满足B2频点与L5/E5频点的频谱兼容性要求，具有自主知识产权，可规避AltBOC的专利风险，具有很强的抗干扰、抗多径能力，分量的数量和功率均可调，信号结构十分灵活，接收方式多种多样。

学术影响力和知识产权

QMBOC和ACE-BOC受到了国际学术界和工业界的广泛关注，并得到权威专家的高度评价，被誉为“未来可能改变整个星基导航信号体制的技术”。此外，QMBOC和ACE-BOC还被写入近年来出版的多部卫星导航权威著作。QMBOC和ACE-BOC的三个发明专利已经完成了在全球17个国家和地区（含欧盟）的知识产权布局。

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