[發明專利]遮擋場景下的偽衛星降維定位方法、系統及其相關組件

在審

• 申請號: 202210449938.6
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114895334A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 閻鏡予
• 申請（專利權）人: 上海方位角數據科技有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 馮筠

本發明公開了遮擋場景下的偽衛星降維定位方法、系統及其相關組件，該方法包括：獲取在遮擋場景下偽衛星在參考直角坐標系下的三維坐標；根據接收機的線性移動軌跡，結合地圖匹配的方式固定接收機在所述參考直角坐標系下的其中一水平軸坐標，以及根據先驗信息確定接收機在所述參考直角坐標系下的z軸坐標；其中，所述遮擋場景下沿目標水平軸方向布設有多個偽衛星；基于偽衛星的三維坐標以及接收機的z軸坐標和其中一水平軸坐標，利用最小二乘算法解算接收機的目標水平軸坐標。本發明通過地圖匹配獲得定位初始信息識別定位范圍，進而通過減少待解算坐標個數降低定位狀態量維數，從而提高定位精度和可靠性。

技術領域

本發明涉及偽衛星技術領域，尤其涉及遮擋場景下的偽衛星降維定位方法、系統及其相關組件。

背景技術

目前，全球衛星導航系統(GNSS)發展已經比較成熟，包括GPS、GLONASS、Beidou、Galileo等四大全球衛星導航系統，QZSS、IRNSS等區域導航系統。上述系統可以滿足大部分室外場景下的定位、導航、授時需求。但是，GNSS系統衛星軌道高，以提供廣域服務為基本目標，到達用戶的信號強度低，導致導航信號很容易被遮擋，特別是對于城市峽谷、室內、地下、隧道、水下等區域，衛星導航信號完全被遮擋，無法提供導航服務。偽衛星技術是解決室內、地下、隧道、水下等多種衛星導航信號遮擋場景下定位問題的一種有效方法。偽衛星系統采用與衛星導航系統相同的技術原理，在上述場景中布設若干導航信號發射設備，發射與真實導航衛星信號體制相同的無線電信號，對無衛星導航信號的區域進行覆蓋。終端通過接收偽衛星節點發射的信號，完成距離測量，進而實現高精度定位。偽衛星技術可支持手機、車載等各類普通GNSS終端在衛星導航信號遮擋場景下直接完成定位，無需進行硬件升級，所需系統升級成本較低，

但是，一般情況下，室內、地下、隧道、水下等各類衛星導航信號遮擋場景環境復雜，多徑影響非常嚴重，L1偽碼測距的多徑誤差可能到10m量級，L5偽碼測距的多徑誤差也會達到米量級，即使采用載波平滑偽距的方法多徑誤差也在米量級，相對于室內偽衛星定位場景中接收機與偽衛星之間幾米到幾十米的距離范圍，多徑誤差甚至大于實際偽距值，這將導致基于偽衛星的室內定位精度嚴重下降，在定位初值配置不合理的情況下甚至導致定位解算方程奇異。

發明內容

本發明實施例提供了遮擋場景下的偽衛星降維定位方法、系統及其相關組件，旨在解決現有技術中遮擋場景下偽衛星定位精度不高的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種遮擋場景下的偽衛星降維定位方法，包括：

獲取在遮擋場景下偽衛星在參考直角坐標系下的三維坐標；

根據接收機的線性移動軌跡，結合地圖匹配的方式固定接收機在所述參考直角坐標系下的其中一水平軸坐標，以及根據先驗信息確定接收機在所述參考直角坐標系下的z軸坐標；其中，所述遮擋場景下沿目標水平軸方向布設有多個偽衛星；

基于偽衛星的三維坐標以及接收機的z軸坐標和其中一水平軸坐標，利用最小二乘算法解算接收機的目標水平軸坐標。

第二方面，本發明實施例提供了一種遮擋場景下的偽衛星降維定位系統，其包括：

三維坐標獲取單元，用于獲取在遮擋場景下偽衛星在參考直角坐標系下的三維坐標；

軸坐標確定單元，用于根據接收機的線性移動軌跡，結合地圖匹配的方式固定接收機在所述參考直角坐標系下的其中一水平軸坐標，以及根據先驗信息確定接收機在所述參考直角坐標系下的z軸坐標；其中，所述遮擋場景下沿目標水平軸方向布設有多個偽衛星；

目標水平軸坐標解算單元，用于基于偽衛星的三維坐標以及接收機的z軸坐標和其中一水平軸坐標，利用最小二乘算法解算接收機的目標水平軸坐標。