[發(fā)明專利]一種基于多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合的衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611156695.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106597514B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原彬;王曉旺;雷文軍;蘇翠萍;林毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
• 主分類號(hào): G01S19/51
• 分類號(hào): G01S19/51;G01S19/41;G01S19/20
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種基于多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合的衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位裝置及方法，基準(zhǔn)站子系統(tǒng)接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，分別由4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元進(jìn)行跟蹤、捕獲處理，生成4路衛(wèi)星導(dǎo)航觀測(cè)信息及星歷信息；融合處理單元利用生成的4路導(dǎo)航觀測(cè)及星歷信息進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)及融合處理生成1路差分與完好性增強(qiáng)信息，輸入至發(fā)射電臺(tái)單元進(jìn)行廣播；在移動(dòng)站子系統(tǒng)端，接收電臺(tái)單元接收基準(zhǔn)站子系統(tǒng)發(fā)送的差分與完好性增強(qiáng)信號(hào)，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，進(jìn)行相對(duì)定位及完好性處理，獲得最終的相對(duì)定位及完好性計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明在保證衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位精度的同時(shí)保障其完好性，有效地提升衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位領(lǐng)域，涉及BDS、GPS系統(tǒng)，可用于衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)多節(jié)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)的融合及差分修正信息的生成。

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)是一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航差分相對(duì)定位技術(shù)原理的系統(tǒng)，包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、基準(zhǔn)站設(shè)備和移動(dòng)站設(shè)備。其中：

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：是指導(dǎo)航衛(wèi)星產(chǎn)生測(cè)距信號(hào)，發(fā)送給基準(zhǔn)站設(shè)備和移動(dòng)站設(shè)備的系統(tǒng)。

基準(zhǔn)站設(shè)備：包括衛(wèi)導(dǎo)接收機(jī)、數(shù)據(jù)處理器和差分增強(qiáng)數(shù)據(jù)鏈。基準(zhǔn)站將衛(wèi)導(dǎo)接收機(jī)接收到的衛(wèi)星測(cè)距信號(hào)通過(guò)差分增強(qiáng)數(shù)據(jù)鏈發(fā)送至移動(dòng)站設(shè)備。

移動(dòng)站設(shè)備：接收和處理由衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和基準(zhǔn)站設(shè)備發(fā)射的信號(hào)，輸出衛(wèi)星導(dǎo)航相位差分定位結(jié)果和完好性告警信息。

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航差分相對(duì)定位技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)在各領(lǐng)域應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，尤其是在航空領(lǐng)域，而航空領(lǐng)域作為生命安全相關(guān)應(yīng)用，相對(duì)定位不但要求較高精度而且其完好性至關(guān)重要。目前衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的基本配置為基準(zhǔn)站中包含1臺(tái)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元，移動(dòng)站包含1臺(tái)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元，在此配置下系統(tǒng)完好性性能難以保障。在衛(wèi)星導(dǎo)航著艦應(yīng)用中，為保障系統(tǒng)的完好性基準(zhǔn)站中采用4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元的配置，但需要同時(shí)發(fā)送4個(gè)基準(zhǔn)站衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元的信息至移動(dòng)站，在此配置下數(shù)據(jù)通信容量壓力大，且移動(dòng)站運(yùn)算資源消耗巨大難以滿足實(shí)時(shí)高效運(yùn)算。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)的融合處理及差分修正信息的生成能力，在保證衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位精度的同時(shí)保障其完好性，有效地提升衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位系統(tǒng)在航空領(lǐng)域應(yīng)用的安全性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種衛(wèi)星導(dǎo)航相對(duì)定位裝置，包括基準(zhǔn)站子系統(tǒng)和移動(dòng)站子系統(tǒng)各一套；

所述的基準(zhǔn)站子系統(tǒng)包括4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元及對(duì)應(yīng)的天線單元、1個(gè)發(fā)射電臺(tái)單元及對(duì)應(yīng)的天線單元和1個(gè)融合處理單元；所述的移動(dòng)站子系統(tǒng)包括1個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元及對(duì)應(yīng)的天線單元、1個(gè)接收電臺(tái)單元及對(duì)應(yīng)的天線單元和1個(gè)定位解算單元；基準(zhǔn)站子系統(tǒng)接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，分別由4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元進(jìn)行跟蹤、捕獲處理，生成4路衛(wèi)星導(dǎo)航觀測(cè)信息及星歷信息；融合處理單元利用生成的4路導(dǎo)航觀測(cè)及星歷信息進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)及融合處理生成1路差分與完好性增強(qiáng)信息，輸入至發(fā)射電臺(tái)單元進(jìn)行廣播；在移動(dòng)站子系統(tǒng)端，接收電臺(tái)單元接收基準(zhǔn)站子系統(tǒng)發(fā)送的差分與完好性增強(qiáng)信號(hào)，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，進(jìn)行相對(duì)定位及完好性處理，獲得最終的相對(duì)定位及完好性計(jì)算結(jié)果。

本發(fā)明還提供一種用于上述裝置的多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合處理方法，包括以下步驟：

(1)基準(zhǔn)站子系統(tǒng)4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元分別接收衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，生成4路觀測(cè)信息與星歷信息；

(2)完好性監(jiān)測(cè)單元首先根據(jù)4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)所有接收到的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行共視衛(wèi)星集合的判定，然后分別對(duì)共識(shí)衛(wèi)星集合內(nèi)的每一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)單元信息并行進(jìn)行導(dǎo)航星歷監(jiān)測(cè)、偽距跳變監(jiān)測(cè)、偽距緩變監(jiān)測(cè)、載波跳變監(jiān)測(cè)、載波緩變監(jiān)測(cè)；每一項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容分別生成一個(gè)監(jiān)測(cè)結(jié)果，最終生成4個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)所有可用衛(wèi)星集合；