[發(fā)明專利]基于偽衛(wèi)星的定位系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610944206.9
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN108008426B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚錚;張偉成;陸明泉
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/42
• 分類號(hào): G01S19/42;G01S19/11
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達(dá)佐;王艷春

1.一種基于偽衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，包括：

多顆偽衛(wèi)星，所述多顆偽衛(wèi)星中的每一顆偽衛(wèi)星根據(jù)衛(wèi)星參數(shù)、偽衛(wèi)星位置和參考時(shí)延，模擬衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)并發(fā)送模擬的衛(wèi)星信號(hào)；以及

終端，包括：

接收機(jī)，根據(jù)接收到的模擬的衛(wèi)星信號(hào)確定所述終端的初始位置估計(jì)；以及

處理器，根據(jù)所述初始位置估計(jì)和所述參考時(shí)延獲得終端與偽衛(wèi)星之間的偽衛(wèi)星偽距估計(jì)值，以確定所述終端的精確位置估計(jì)，

其中，所述處理器根據(jù)接收機(jī)所確定的初始位置估計(jì)，獲得模擬衛(wèi)星偽距殘差約束，根據(jù)所述偽衛(wèi)星偽距估計(jì)值和所述偽衛(wèi)星位置構(gòu)建偽衛(wèi)星偽距方程，聯(lián)合所述偽衛(wèi)星偽距方程與所述模擬衛(wèi)星偽距殘差約束，確定所述終端的精確位置估計(jì)。

2.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述模擬衛(wèi)星偽距殘差約束包括偽距殘差滿足范數(shù)最小的約束條件。

3.如權(quán)利要求2所述的定位系統(tǒng)，其中，所述模擬衛(wèi)星偽距殘差滿足范數(shù)最小的約束條件包括：

其中，表示初始位置估計(jì)與模擬衛(wèi)星的位置之間的觀測矩陣，∈表示偽距殘差，其中，所述模擬衛(wèi)星的位置根據(jù)所述衛(wèi)星參數(shù)確定。

4.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述處理器根據(jù)初始位置估計(jì)和模擬衛(wèi)星的衛(wèi)星參數(shù)，確定終端與模擬衛(wèi)星之間的模擬衛(wèi)星偽距估計(jì)值；所述處理器還根據(jù)模擬衛(wèi)星偽距估計(jì)值和參考時(shí)延，確定終端和偽衛(wèi)星之間的偽衛(wèi)星偽距估計(jì)值。

5.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述衛(wèi)星參數(shù)包括GNSS衛(wèi)星的星歷信息和偽隨機(jī)碼。

6.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述參考時(shí)延根據(jù)偽衛(wèi)星的信號(hào)覆蓋范圍、偽衛(wèi)星位置、模擬衛(wèi)星的衛(wèi)星參數(shù)確定。

7.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述定位系統(tǒng)進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)中心，所述數(shù)據(jù)中心提供衛(wèi)星參數(shù)和參考時(shí)延；所述終端還包括通信模塊，所述通信模塊接收所述數(shù)據(jù)中心所提供的衛(wèi)星參數(shù)和參考時(shí)延。

8.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述處理器對解算所述終端的精確位置估計(jì)過程中的非線性誤差進(jìn)行估計(jì)，當(dāng)非線性誤差小于預(yù)定閾值時(shí)，確定解算結(jié)果正確；當(dāng)非線性誤差大于閾值時(shí)，進(jìn)行重解算。

9.如權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其中，所述終端的接收機(jī)還接收來自一顆或多顆衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)，所述接收機(jī)根據(jù)接收到的模擬的衛(wèi)星信號(hào)結(jié)合接收到的來自所述衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)確定所述終端的初始位置估計(jì)。

10.一種基于偽衛(wèi)星的定位方法，包括：

通過多顆偽衛(wèi)星中的每一顆偽衛(wèi)星根據(jù)衛(wèi)星參數(shù)、偽衛(wèi)星位置和參考時(shí)延，模擬衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)并發(fā)送模擬的衛(wèi)星信號(hào)；

接收所述模擬的衛(wèi)星信號(hào)，根據(jù)接收到的模擬的衛(wèi)星信號(hào)確定用戶終端的初始位置估計(jì)；以及

根據(jù)所述初始位置估計(jì)和所述參考時(shí)延獲得用戶終端與偽衛(wèi)星之間的偽衛(wèi)星偽距估計(jì)值，以確定用戶終端的精確位置估計(jì)，

其中，根據(jù)所確定的初始位置估計(jì)，獲得模擬衛(wèi)星偽距殘差約束；根據(jù)所述偽衛(wèi)星偽距估計(jì)值和所述偽衛(wèi)星位置構(gòu)建偽衛(wèi)星偽距方程，聯(lián)合所述偽衛(wèi)星偽距方程與所述模擬衛(wèi)星偽距殘差約束，確定所述用戶終端的精確位置估計(jì)。

11.如權(quán)利要求10所述的定位方法，其中，所述模擬衛(wèi)星偽距殘差約束是指偽距殘差滿足范數(shù)最小約束條件。

12.如權(quán)利要求11所述的定位方法，其中，所述模擬衛(wèi)星偽距殘差滿足范數(shù)最小的約束條件包括：

其中，表示初始位置估計(jì)與模擬衛(wèi)星的位置之間的觀測矩陣，∈表示偽距殘差，其中，所述模擬衛(wèi)星的位置根據(jù)所述衛(wèi)星參數(shù)確定。