CN109061675A - 一种基于卫星通信信号的导航方法 - Google Patents

Abstract

一种基于卫星通信信号的导航方法，基于的通信信号采用时分/频分/空分混合体制，并公开了一种该信号的跟踪处理方法。即下行业务信号采用TDMA+FDMA+多波束体制，上行链路与下行链路也是频分的。除下行业务信号外，还包含一个广播信号，包含了本波束的时间和频率信息，用于信号的初始捕获。

Description

一种基于卫星通信信号的导航方法

技术领域

本发明涉及一种基于卫星通信信号的导航方法，属于卫星导航领域。

背景技术

全球卫星导航系统作为重要的空间基础设施，其应用领域持续扩展，在国家政治、经济、军事、科技、文化方面正发挥巨大作用。目前四大基本卫星导航系统为每个的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的Galileo系统以及中国的北斗卫星导航系统(BDS)。基本卫星导航系统为能为用户提供基本的导航、定位、授时服务。随着用户需求的变化，基本卫星导航系统难以满足用户对高精度(如无人驾驶)、高完好性(如航空用户)的要求，出现了导航增强系统。

导航增强系统包括地基增强系统(GBAS)和天基增强系统(SBAS)，增强方式包括信息增强和信号增强。信息增强是指通过信号播发北斗、GPS等卫星导航系统的精密改正信息(如轨道、钟差、码偏差改正数)，提升定位精度，信号本身不参与定位解算；信号增强则将增强信号作为测距源，直接参与定位解算，提升完好性。

当前，基于低轨通信卫星星座进行导航增强是发展的重点，利用低轨卫星具有轨道低的天然优势，相比导航卫星较易实现全球功率增强，能有效的弥补卫星导航“脆弱性”，提升用户抗干扰能力。基于低轨通信卫星星座进行信息增强只需占用通信信道资源，并满足下行播发的时间要求，对通信信号体制的要求相对较少。基于低轨通信卫星星座进行信号增强，则需要进行通信导航融合信号体制设计，在不影响通信服务前提下添加导航信号，实现测距功能。

目前，通信导航融合信号体制方面，国内外已有一些方案。美国的IGPS系统利用下一代铱星系统提供导航增强服务，对原铱星信号进行了适应性改造，利用空闲的通信信道资源播发导航测距信号(专利号：US 7579987 B2)，但是其上行信号和下行信号采用同频时分结构，导航信号是不连续播发的，当通信业务繁忙时，导航增强业务可能中断。专利“卫星导航通信一体化方法及系统”(专利号：CN 201410514108.2)，将导航信号与通信信号进行多载波调制，通过频分的方式实现通信导航信号的结合。专利名称“一种利用iHCO通信卫星实现全球导航定位的方法”(专利号：CN 201310325604.9)利用iHCO通信卫星转发地面上传的导航信号实现定位功能。专利“基于数字水印和压缩感知的导航信号通信方法”(专利号：CN 201410119558.1)通过压缩感知技术对隐藏有导航信号的水印图像压缩测91CF得到少量数据，用此少量数据替代水印图像进行传输，实现导航信号的安全通信。专利“广播定位信号生成方法、定位方法及装置”(专利号：CN 201010517356.4)，则将测距扩频码隐藏在OFDM调制的通信信号中，实现定位功能。

上述专利的保护核心是信号的通信信号和导航信号的融合方式，以及相应的定位方法，主要是通过时分、码分或者频分的方式进行融合，未能充分进行通信导航的融合设计，频率资源、时间资源效益未进行最大化。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于卫星通信信号的导航方法，基于通信卫星星座的通信信号体制，设计通信导航融合信号体制，实现导航信号增强功能。

本发明的技术解决方案是：

一种基于卫星通信信号的导航方法，在卫星多个波束的下行链路中采用通信导航信号；所述通信导航信号包括用于业务信息传输的通信业务信号、用于识别本波束的广播信号和用于测距的导航信号，所述广播信号上调制有用于测距的PRN码信号；为所述通信业务信号和广播信号分别配置通信业务信道和广播信道，分别利用所述通信业务信道和广播信道播发所述通信业务信号和广播信号，所述通信业务信道和广播信道的频率段不同；

当且仅当卫星天线波束中有空闲的通信业务信道时，利用空闲的通信业务信道播发导航信号，接收机跟踪所述通信导航信号，实现测距；当导航信号占据的通信业务信道播发通信业务信号时，所述导航信号占据的信道被播发的通信业务信号占据；

当卫星天线波束中没有空闲的通信业务信道时，接收机跟踪所述广播信号，利用广播信号上的PRN码信号实现测距。

进一步地，利用所述广播信道播发广播信号的方法为：在广播信号上调制表征本波束时间和频率信息的编码符号序列，不同波束的编码符号序列不同，每个波束按照时分的方式轮流进行播发，单个波束在一个帧长的时间内重复播发广播信号；每个波束在一个帧长内重复播发的编码符号序列等效构成广播信号的PRN码信号。

进一步地，利用所述广播信道播发广播信号的方法为：在每个波束的广播信号上调制PRN码信号，每个波束中的广播信号占据相同的频段；所述广播信号的码速率与所述通信业务信号的符号速率相同；同一卫星上不同波束的广播信号的PRN码信号不同；同一个卫星上不同波束同时播发广播信号。

进一步地，所述的接收机跟踪的通信导航信号包括导航信号或广播信号，或者对导航信号和广播信号同时进行跟踪。

进一步地，所述广播信号包括广播信号子频段和广播信号空闲频段，所述广播信号子频段左右两侧均有至少一个广播信号空闲频段。

进一步地，所述导航信号的码速率不大于所述通信业务信号的符号速率。

进一步地，所述的接收机对所述通信导航信号进行跟踪的方法为：

S1，接收机捕获所述通信导航信号的初始码相位，产生本地导航信号PRN码与广播信号PRN码；

S2，接收机接收通信导航信号，选择需要跟踪的信号的子频段，载波NCO根据所述需要跟踪的信号及其初始码相位输出相应子频段频率的本地载波信号，所述相应子频段频率的本地载波信号与所述需要跟踪的信号相乘，完成载波剥离；所述需要跟踪的信号包括导航信号和广播信号；

S3，码NCO根据本地PRN码控制PRN码生成器产生本地PRN码的超前、即时和滞后复现信号，所述超前、即时和滞后复现信号与完成载波剥离的信号相乘，完成码剥离；

S4，相关器将完成载波剥离和码剥离后的信号进行相干积分累加，输出结果；

S5，根据需要跟踪的信号对相关器输出结果进行相干组合；

S6，所述相干组合的输出经过比较器，输出所述通信导航信号与所述本地PRN码的码相位差，控制码NCO，进而控制PRN生成器产生新的本地导航信号PRN码与广播信号PRN码；

S7，所述码相位差代替所述初始码相位，所述新的本地PRN码代替本地PRN码，形成闭环，直到所述码相位差为零，实现所述通信导航信号的跟踪。

进一步地，所述相关器的输出为：

其中，Δτ＝τ-τ₀为码延迟估计误差，IE_m和QE_m分别为第m个导航PRN码信号超前相关器的同相与正交输出，IP_m和QP_m分别为第m个导航PRN码信号即时相关器的同相与正交输出，IL_m和QL_m分别为第m个导航PRN码信号滞后相关器的同相与正交输出，IE_Ring和QE_Ring分别为本波束广播信号超前相关器的同相与正交输出，IP_Ring和QP_Ring分别为本波束广播信号即时相关器的同相与正交输出，IL_Ring和QL_Ring分别为本波束广播信号滞后相关器的同相与正交输出；s_ref,m,E(t-τ)、s_ref,m,P(t-τ)和s_ref,m,L(t-τ)为所述第m个本地导航信号PRN码与第m个本地导航信号载波乘积的超前、即时和滞后复现，s_ref,Ring,E(t-τ)、s_ref,Ring,P(t-τ)和s_ref,Ring,L(t-τ)为所述本地广播信号PRN码与本地广播信号载波乘积的超前、即时和滞后复现，分别表示为：

其中，d为相关器间隔τ为接收机估计的传播延迟，s_ref,m,E(t)、s_ref,m,P(t)、s_ref,m,L(t)分别为第m个导航信号的超前、即使、滞后复现信号，s_ref,Ring,E(t)、s_ref,Ring,P(t)、s_ref,Ring,L(t)分别为本波束广播信号的超前、即使、滞后复现信号；

s(t)为所述通信导航信号：

其中，M为通信业务信道的导航PRN码信号的个数，f_m＝1,2,…,M为导航信号的频率，f_Ring为广播信号的频率，τ₀为传播延迟；c_m(t)为第m个导航信号的PRN码，c_Ring(t)为本波束广播信号的PRN码。

进一步地，所述相干组合的输出为：

或

其中，M₁为进行相干组合的通信业务信道的导航PRN码信号的个数，IE、QE、IP、QP、IL、QL均为相干组合相关值。

进一步地，所述比较器的输出为：

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明是一种通信导航深度融合信号，能够在不对通信业务功能造成明显影响的前提下，充分利用卫星通信信号的所频率资源、时隙资源以及多波束资源，实现导航信号增强功能，最佳测距精度可比肩GNSS信号。

(2)本发明对卫星通信信号特有的广播信号进行联合设计，通过业务信道的导航PRN码信号与广播信号的相干组合，形成等效大带宽信号，能够有效提升测距精度。

(3)本发明针对设计的一种通信导航融合信号体制，给出了跟踪处理方法，通过多波束多频带相干组合操作，能够发挥出通信导航融合信号的最佳测距精度。

附图说明

图1为本发明公开的通信导航信号体制；

图2为卫星通信信号的时域结构；

图3为卫星通信信号的频域结构；

图4为广播信号的结构；

图5为信号跟踪处理方法框图；

图6为导航信号和广播信号形成等效宽带信号示意图；

图7为PRN码信号的相关函数示意图；

图8为导航信号和广播信号相干组合相关函数整体示意图；

图9为导航信号和广播信号相干组合相关函数主瓣示意图；

图10为导航信号相干组合相关函数整体示意图；

图11为导航信号相干组合相关函数主瓣示意图；

图12为鉴别曲线示意图。

具体实施方式

本发明基于的通信信号采用时分/频分/空分混合体制，即下行业务信号采用TDMA+FDMA+多波束体制，上行链路与下行链路也是频分的。除下行业务信号外，还包含一个广播信号，包含了本波束的时间和频率信息，用于系统的初始捕获。

为实现上述目的，本发明公开了一种基于卫星通信信号的导航方法，并公开了一种该信号的跟踪处理方法。

通信导航信号体制：

(1)时域结构。通信信号在时域采用时分复用体制，以帧、时隙进行通信业务。

(2)频域结构。通信信号在频域采用频分复用体制，多波束天线采用多色复用体制，不同频段用于下行业务信道、下行控制信道以及广播信道。

(3)导航信号结构。在通信信号中融合导航信号，进行测距，实现信号增强功能。

(4)广播信号结构。广播信号进行通信导航联合设计，一方面用于通信业务本波束的初始同步，一方面与通信业务信道的导航信号联合实现高精度测距，并提供最低能力的测距功能。如图6所示。

所述的时域结构，通过以下方式实现：

①信号时分结构以帧为基本单位，每个帧的帧长为T_F，T_F＞0；

②一个帧划分等分为N_t时隙，N_t≥1；

③每个时隙占据T_F/N_t时长。

所述的频域结构，通过以下方法实现：

①信号占据的总频率带宽为BW，BW≥0.5MHz。

②BW带宽的低频部分作为下行业务信道，占据带宽BW_t，中间部分用于下行控制信道，占据带宽BW_c，高频部分作为广播信道，占据带宽BW_b，有BW_t+BW_c+BW_b＝BW。

③所有带宽在频域上进行频分，最小子频带间隔为BW_sub，BW_t/BW_sub、BW_c/BW_sub、BW_b/BW_sub为整数。通信信号的符号速率为R_s，R_s＜BW_sub。

④天线共有N_b个波束，采用N_f色复用。业务信道与控制信道带宽都等分为N_f份，每个波束中业务信道带宽为BW_t/N_f，包含BW_t/N_f/BW_sub个子频段，每个波束中控制信道带宽为BW_c/N_f，包含BW_c/N_f/BW_sub个子频段。

⑤每个波束中，广播信道占据相同的频段，广播信道包含BW_b/BW_sub个子频段。

所述的导航信号结构，通过以下方法实现：

①利用空闲通信业务信道资源播发测距码信号，实现导航测距功能；

②每个波束中所有空闲的通信业务信道都用于播发测距码信号；

③导航信号的优先级低于通信业务信号，一旦需要播发通信业务信号，对应信道的测距码导航信号被通信信号替代；

④播发导航信号的子信道，其功率谱密度不大于播发通信信号的子信道。

所述的导航信号结构，通过以下方法得到：

①利用空闲的通信业务信道资源播发测距码导航信号，实现导航测距功能；

②每个波束中仅部分空闲的通信业务信道用于播发测距码导航信号；

③导航信号的优先级低于通信业务信号，一旦需要播发通信业务信号，对应信道的测距码信号被通信信号替代；

④播发导航信号的子信道，其功率谱密度不大于播发通信信号的子信道。

所述的测距码导航信号，测距码是伪随机噪声(PRN)码信号；PRN码的码速率不大于通信信号的符号速率为R_s；PRN码的码长为时隙的整数倍；同一颗卫星不同波束使用相同的PRN码，不同卫星的PRN码可以相同也可以不同；PRN码上调制信息速率为R_b的电文信息，R_b＝0时不播发电文信息，仅播发纯PRN信号。

所述的广播信号结构，广播信道包含BW_b/BW_sub个子频段，广播信号使用中间的一个子频段；广播信号左右两侧未使用的广播信道频段，都大于卫星运动导致的最大多普勒频移带宽；广播信号是一个码速率为R_s的PRN码信号，每个波束的广播信号PRN码不同；同一个卫星的不同波束同时播发广播信号。

所述的广播信号结构，广播信道包含BW_b/BW_sub个子频段，广播信号使用中间的一个子频段；广播信号左右两侧未使用的广播信道频段，都大于卫星运动导致的最大多普勒频移带宽；广播信号上调制n_b比特的信息，2^nb≥N_f，n_b比特信息经信道编码后变为编码符号序列，表征本波束的频率信息；一个波束内，重复播发该编码符号序列，等效看成是一个码长短的PRN码；每个波束按照时分的方式轮流播发广播信号，每个波束占用的时长为一个帧长。

一种跟踪处理方法，包括以下步骤：

(1)频率选择与控制器：频率选择与控制器通过接收广播信号与导航信号，确定接收端接收到的子频段，进行载波跟踪，控制载波NCO产生相应的频率的本地载波信号。

(2)载波NCO(NCO：数控振荡器)：载波NCO在频率选择与控制器的控制下，生成对应多个波束业务子信道的频率以及广播信号的频率的本地载波信号，本地载波信号的频率分别表示为f₁，f₂,…,f_Ring，f_Ring表示广播信号的频率。当处理的是下变频后的中频信号时，为对应的中频频率。接收到的信号与本地载波信号相乘完成载波剥离。

(3)PRN码生成器：PRN码生成器在码NCO控制下，生成对应波束上调制的导航信号PRN码与广播信号PRN码的超前(E)、即时(P)与滞后(L)复现，与完成载波剥离后的信号相乘进行码剥离。

(4)相关器：相关器将完成载波剥离和码剥离后的信号，分别进行相干积分累加，结果送入多波束多频带相干组合器。

(5)多波束多频带相干组合器：多波束多频带相干组合器根据选择的跟踪模式，对相关结果进行相干组合。

(6)码鉴别器：利用相干组合得到的结果，按照鉴别函数计算本地PRN码与接收信号PRN码相位的差，经码环滤波后控制码NCO，调整本地PRN码相位。

所述的相关器输出，通过如下步骤得到：

(1)接收端跟踪M个业务信道的导航PRN码信号和广播信道的广播信号，M≥1，f_m＝1,2,…,M为导航PRN码信号的频率，f_Ring为广播信号的频率，接收的信号s(t)表示为：

其中，τ₀为传播延迟，c_m为第m个导航信号PRN码，c_Ring为本波束广播信号PRN码。

(2)本地导航信号PRN码与广播信号PRN码的超前、即时和滞后复现信号，与本地载波信号的乘积，分别表示为：

其中，d为相关器间隔，τ为接收机估计的传播延迟；s_ref,m,E(t)、s_ref,m,P(t)、s_ref,m,L(t)分别为第m个导航信号PRN码与第m个本地导航信号载波乘积的超前、即使、滞后复现，s_ref,Ring,E(t)、s_ref,Ring,P(t)、s_ref,Ring,L(t)分别为本波束广播信号PRN码与本地广播信号载波乘积的超前、即使、滞后复现。

(3)本地复现信号与接收信号相干积分，相关器输出结果为：

其中，Δτ＝τ-τ₀为码延迟估计误差，IE_m和QE_m分别为第m个导航PRN码信号超前相关器的同相与正交输出，IP_m和QP_m分别为第m个导航PRN码信号即时相关器的同相与正交输出，IL_m和QL_m分别为第m个导航PRN码信号滞后相关器的同相与正交输出，IE_Ring和QE_Ring分别为本波束广播信号超前相关器的同相与正交输出，IP_Ring和QP_Ring分别为本波束广播信号即时相关器的同相与正交输出，IL_Ring和QL_Ring分别为本波束广播信号滞后相关器的同相与正交输出。

所述的多波束多频带相干组合器，通过以下方法得到：

①将M₁个通信业务信道的导航PRN码信号的相关值与广播信号相关值进行相干组合，1≤M₁≤M，得到

②相干组合器输出组合相关值IE、QE、IP、QP、IL、QL。

所述的多波束多频带相干组合器，通过以下方法得到：

①将M₁个业务信道PRN信号的相关值进行相干组合，1≤M₁≤M，得到

②相干组合器输出组合相关值IE、QE、IP、QP、IL、QL。

所述的鉴别函数，通过以下方法得到：

鉴别器输出结果为：

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参考附图1，对本发明进一步详细说明。

为说明方便，考虑一个简单的例子：通信业务信号采用QPSK调制，符号速率R_s为25Ksps，导航信号采用BPSK调制的PRN码信号，广播信号也采用BPSK调制。

本发明公开的通信导航信号体制操作步骤如下：

(1)时域结构。

通信业务以帧为单位，一个帧长为T_F＝32ms，一个帧等分为N_t＝8个时隙，一个时隙长度为4ms，如附图2所示。

(2)频域结构。

信号占据的总频率带宽为BW＝5MHz，BW带宽的低频段作为下行业务信道，占据带宽BW_t＝4MHz，下行控制信道使用中间带宽BW_c＝0.75MHz，高频BW_b＝0.25MHz用于广播信道。点波束天线采用N_f＝8色复用，业务信道带宽与控制信道带宽都等分为8份，业务信道每个频段为500KHz，控制信道每个频段为93.75KHz，最小子信道频带间隔为BW_sub＝31.25KHz。一个波束中，业务信道包括16个子信道，控制信道包括3个子信道。频域结构如附图3所示。

(3)导航信号结构。

导航信号结构如附图1所示。每一个波束包括500KHz的下行业务频段，分为16个31.25KHz的子频段；每一个帧分为8个4ms的时隙，一个波束中在一个帧长内共有16*8＝128个信道资源。通信业务信号只使用了部分信道资源，功率谱如图1中实线所示。有的波束中有一个空闲子频段，有的有多个子频段，利用空闲的信道资源播发导航测距信号，实现导航测距功能，功率谱如图1中虚线所示。通信业务信号具有更高的优先级，当通信信号要使用信道时，则对应信道不播发导航信号。导航信号采用BPSK扩频调制，使用伪随机PRN码信号，PRN码码速率与通信信号符号速率相同，为25Kchip/s。码长为一个时隙的整数倍，即码长为100的整数倍。

(4)广播信号结构

广播信道带宽共0.25MHz，等效于8个31.25KHz的子信道，广播信号只是用中间一个子信道，其他7个子信道空闲，结构如图4所示。广播信号也采用BPSK调制，可采用PRN码信号，码速率为25Kchip/s，每一个波束的广播信号频率相同，但采用不同的PRN码序列。

本发明公开的信号跟踪处理方法参见图5，操作步骤如下：

(1)频率选择与控制器

频率选择与控制器首先接收广播信号，确定本波束的子频段，在波束重叠区域，同时存在多个波束。对下行导航信号进行载波跟踪，控制载波NCO产生相应的子频带频率。接收的导航信号与广播信号为：

式中，共有M个导航信号子频段，c_m(t)第m个导航信号PRN码，同一个卫星的导航信号可采用相同的PRN码，即c_m(t)＝c_Nav(t),m＝1,2,…,M。c_Ring(t)是广播信号PRN码，f_Ring表示广播信号的频率。

(2)载波NCO与PRN码生成器

载波NCO生成对应多个波束业务子信道的频率以及广播信号的频率f₁，f₂,…,f_M,f_Ring的本地载波信号。PRN码生成器在码NCO控制下，生成对应波束上调制的PRN码的超前(E)、即时(P)与滞后(L)复现。本地复现信号为：

其中，τ为估计的码延迟。

(3)相关器

接收到的信号与本地复现信号分别进行相干积分累加，相关器输出结果为：

其中Δτ为码延迟估计误差。

(4)多波束多频带相干组合器

多波束多频带相干组合器根据选择的跟踪模式，对相关结果进行相干组合。当同时跟踪导航信号与广播信号时，导航信号与广播信号形成等效的宽带信号，即使只有一个导航子频段，也能实现高的测距精度。

跟踪模式1：跟踪多个导航子频段与广播信号，极限情况，只有一个导航子频段信号和广播信号，相干组合器的输出为：

其中，R₁(Δτ)与R_Ring(Δτ)为导航信号和广播信号PRN码的相关函数，都采用BPSK调制，码速率25kchip/s，子频段带宽31.25KHz，有R₁(Δτ)＝R_Ring(Δτ)，相关函数见图7，主瓣宽度为±18Km。

模式1下，相干组合的相关函数为：

以最靠近广播信号的导航子频段与广播信号相干组合，f_Ring-f₁＝906.25KHz，得到的相干组合相关函数的绝对值如图8所示，组合相关函数的主瓣宽度为±180m，如图9所示。

跟踪模式2：只跟踪多个导航子频段，相干组合器的输出为：

模式2下，相干组合的相关函数为：

以一个波束500KHz的16个子信道进行相干组合，得到的相干组合相关函数如图10所示，组合相关函数的主瓣宽度为±600m，如图11所示。

(5)码鉴别器

利用相干组合得到的结果，按照鉴别函数计算本地PRN码与接收信号PRN码相位的差，经码环滤波后控制码NCO。图12给出了鉴别函数在主瓣处的图形，相关间隔为300m。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：在卫星多个波束的下行链路中采用通信导航信号；所述通信导航信号包括用于业务信息传输的通信业务信号、用于识别本波束的广播信号和用于测距的导航信号，所述广播信号上调制有用于测距的PRN码信号；为所述通信业务信号和广播信号分别配置通信业务信道和广播信道，分别利用所述通信业务信道和广播信道播发所述通信业务信号和广播信号，所述通信业务信道和广播信道的频率段不同；

当且仅当卫星天线波束中有空闲的通信业务信道时，利用空闲的通信业务信道播发导航信号，接收机跟踪所述通信导航信号，实现测距；当导航信号占据的通信业务信道播发通信业务信号时，所述导航信号占据的信道被播发的通信业务信号占据；

当卫星天线波束中没有空闲的通信业务信道时，接收机跟踪所述广播信号，利用广播信号上的PRN码信号实现测距。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：利用所述广播信道播发广播信号的方法为：在广播信号上调制表征本波束时间和频率信息的编码符号序列，不同波束的编码符号序列不同，每个波束按照时分的方式轮流进行播发，单个波束在一个帧长的时间内重复播发广播信号；每个波束在一个帧长内重复播发的编码符号序列等效构成广播信号的PRN码信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：利用所述广播信道播发广播信号的方法为：在每个波束的广播信号上调制PRN码信号，每个波束中的广播信号占据相同的频段；所述广播信号的码速率与所述通信业务信号的符号速率相同；同一卫星上不同波束的广播信号的PRN码信号不同；同一个卫星上不同波束同时播发广播信号。

4.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述的接收机跟踪的通信导航信号包括导航信号或广播信号，或者对导航信号和广播信号同时进行跟踪。

5.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述广播信号包括广播信号子频段和广播信号空闲频段，所述广播信号子频段左右两侧均有至少一个广播信号空闲频段。

6.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述导航信号的码速率不大于所述通信业务信号的符号速率。

7.根据权利要求1～3任一项所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述的接收机对所述通信导航信号进行跟踪的方法为：

S1，接收机捕获所述通信导航信号的初始码相位，产生本地导航信号PRN码与广播信号PRN码；

S2，接收机接收通信导航信号，选择需要跟踪的信号的子频段，载波NCO根据所述需要跟踪的信号及其初始码相位输出相应子频段频率的本地载波信号，所述相应子频段频率的本地载波信号与所述需要跟踪的信号相乘，完成载波剥离；所述需要跟踪的信号包括导航信号和广播信号；

S3，码NCO根据本地PRN码控制PRN码生成器产生本地PRN码的超前、即时和滞后复现信号，所述超前、即时和滞后复现信号与完成载波剥离的信号相乘，完成码剥离；

S4，相关器将完成载波剥离和码剥离后的信号进行相干积分累加，输出结果；

S5，根据需要跟踪的信号对相关器输出结果进行相干组合；

S6，所述相干组合的输出经过比较器，输出所述通信导航信号与所述本地PRN码的码相位差，控制码NCO，进而控制PRN生成器产生新的本地导航信号PRN码与广播信号PRN码；

S7，所述码相位差代替所述初始码相位，所述新的本地PRN码代替本地PRN码，形成闭环，直到所述码相位差为零，实现所述通信导航信号的跟踪。

8.根据权利要求7所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述相关器的输出为：

其中，Δτ＝τ-τ₀为码延迟估计误差，IE_m和QE_m分别为第m个导航PRN码信号超前相关器的同相与正交输出，IP_m和QP_m分别为第m个导航PRN码信号即时相关器的同相与正交输出，IL_m和QL_m分别为第m个导航PRN码信号滞后相关器的同相与正交输出，IE_Ring和QE_Ring分别为本波束广播信号超前相关器的同相与正交输出，IP_Ring和QP_Ring分别为本波束广播信号即时相关器的同相与正交输出，IL_Ring和QL_Ring分别为本波束广播信号滞后相关器的同相与正交输出；s_ref,m,E(t-τ)、s_ref,m,P(t-τ)和s_ref,m,L(t-τ)为所述第m个本地导航信号PRN码与第m个本地导航信号载波乘积的超前、即时和滞后复现，s_ref,Ring,E(t-τ)、s_ref,Ring,P(t-τ)和s_ref,Ring,L(t-τ)为所述本地广播信号PRN码与本地广播信号载波乘积的超前、即时和滞后复现，分别表示为：

其中，d为相关器间隔τ为接收机估计的传播延迟，s_ref,m,E(t)、s_ref,m,P(t)、s_ref,m,L(t)分别为第m个导航信号的超前、即使、滞后复现信号，s_ref,Ring,E(t)、s_ref,Ring,P(t)、s_ref,Ring,L(t)分别为本波束广播信号的超前、即使、滞后复现信号；

s(t)为所述通信导航信号：

其中，M为通信业务信道的导航PRN码信号的个数，f_m＝1,2,…,M为导航信号的频率，f_Ring为广播信号的频率，τ₀为传播延迟；c_m(t)为第m个导航信号的PRN码，c_Ring(t)为本波束广播信号的PRN码。

9.根据权利要求8所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述相干组合的输出为：

或

其中，M₁为进行相干组合的通信业务信道的导航PRN码信号的个数，IE、QE、IP、QP、IL、QL均为相干组合相关值。

10.根据权利要求9所述的一种基于卫星通信信号的导航方法，其特征在于：所述比较器的输出为：