北斗抗擾導航定位技術研究

摘 要：利用北斗時空碼及云計算構建北斗抗干擾導航定位服務，消除或者降低復雜地形、多徑效應、欺騙干擾等引起的誤差，提高北斗的抗干擾能力，得到比較理想的定位精度。

關鍵詞：北斗；抗擾；導航定位

1 云計算和北斗時空碼技術

云計算具有強大的計算和存儲能力，為大型數據處理技術的發展提供了更大的發展空間。它是一種基于互聯網的計算，能向各種互聯網應用提供硬件服務、基礎架構服務、平臺服務、軟件服務、存儲服務等各類應用。應用云計算技術可以實現對于提高用戶終端可靠性和精度至關重要的多系統的導航定位信息傳輸。

北斗時空碼是中國衛星應用產業聯盟于2012年9月聯合推出，是我國具有完全知識產權的編碼，可廣泛應用于物聯網、云計算、智慧地球的研究與實施。它采用“IP地址結構樹”專利技術構建用計算地址就可檢索的系統，檢索速度快，碼的數量可無限擴展使用且確保唯一性，北斗時空碼沒有給標識對象預定屬性，具有用戶可完全自定義和靈活應用北斗時空碼的自助性；可以向用戶提供自編多功能、高效率的編碼自助平臺。

2 基本思路

合理利用北斗時空碼及云計算構建北斗抗干擾導航定位服務， 就能夠消除或者降低復雜地形、多徑效應、欺騙干擾等引起的誤差，提高北斗的抗干擾能力，得到比較理想的定位精度。

2.1 構建北斗抗干擾導航定位服務私有云計算平臺

基于目前云計算的IaaS，PaaS和SaaS的三層服務框架的思想構建私有云基礎設施平臺，充分利用云計算特點，將資源虛擬化，同時進行有效且動態的資源劃分和分配，就可以為北斗抗干擾云計算導航定位服務實現軟件即服務打好硬件基礎。構建私有云計算平臺主要的目的是充分利用實驗室閑散的計算資源，為北斗抗干擾云計算導航定位服務提供環境，打造適合實驗室使用的私有云系統，以便完成實驗室中各種復雜的北斗抗干擾導航定位服務處理運算。

2.2 基于節點異構性的大規模北斗抗干擾修正信息組播平臺

較C/S系統，基于節點異構性的大規模北斗抗干擾修正信息組播平臺顯著降低服務器的業務量，避免因服務器造成的網絡瓶頸，提高系統的可擴展性；同時，較P2P和NICE網絡，基于節點異構性的大規模北斗抗干擾修正信息組播平臺有效地降低了節點時延值，保證數據傳輸的實時性。

2.3 借鑒TCP機制的北斗抗干擾修正信息報文分包與傳輸控制

衛星信道具有傳輸時延大，信道不穩定等因素，且北斗報文具有一定的格式要求，北斗報文通信還存在通信丟包、誤碼率較高等缺點，因此在語音網關信息與北斗系統的數據傳輸過程中，必須采取有效的措施保證信息傳輸的質量。依據北斗報文通信特點，實現對目標信息的分包傳輸與傳輸質量控制，有效提升服務質量。

3 關鍵技術方案

系統擬采用模塊化結構，運用Matlab、Eucalyptus、Microsoft Visual Studio等開發。

3.1 私有云計算平臺構建

北斗抗干擾導航定位服務系統的云計算平臺，主要是利用eucalyptus軟件完成的，為了保證軟件的開發與運行，則還需要進行軟件環境的構建，即Java，Axis。在基于云計算技術上，對應于云架構的基礎設施層，將多臺物理主機通過網絡來構建虛擬機集群處理平臺，對外提供基礎設施即服務。

3.2 基于節點異構性的分層混合組播云結構實現大規模播發北斗抗干擾修正信息

為了實現大規模播發北斗抗干擾修正信息，采用一種單源分層的混合組播網絡結構，在組播域內采用C/S模式與非結構化P2P結構相結合的模型，既可以滿足可擴展性，又可以緩減服務器的訪問壓力，均衡負載。云中不同服務能力的節點對應不同的節點層，同層節點之間形成非結構化P2P網絡。本研究中節點的服務能力主要由節點的內存、處理器速度、鏈路帶寬等幾個方面共同決定，功能不同，轉發數據的時間也不同，因此在構造最小時延轉發樹時，主要考慮節點轉發數據引起的時延。

3.3 北斗抗干擾修正信息報文分包與傳輸控制

借鑒TCP重傳和確認機制，對大的數據包進行拆包并加相應的包頭，接收端對接收的數據包拆除包頭，并對數據合并，如果有數據包丟失，則要求發送端重新發送丟失的數據包，直到所有的數據接收完畢為止。同時還必須采取超時控制等措施，保證數據通信效率和降低通信費用。

4 結語

基于北斗時空碼及云計算構建北斗抗干擾導航定位服務，可以消除或者降低復雜地形、多徑效應、欺騙干擾等干擾引起的誤差，提高北斗的抗干擾能力，得到比較理想的定位精度。使北斗抗干擾導航定位更好的服務于信息化、網絡化的現代戰，推廣使用可產生顯著的經濟軍事效益。

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