[發明專利]一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統

有效

• 申請號: 201710696096.3
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107607907B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 袁洪;羅瑞丹;徐穎;歐陽光洲;袁超;唐陽陽;袁杰;汪建明
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G01S5/10
• 分類號: G01S5/10;G01S5/14;G01S5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉芳;仇蕾安

1.一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，包括天基非導航衛星/星座、地面基準站網絡及用戶終端，其中所述地面基準站網絡由多個已知坐標位置的監測基準站、站間通信網絡和數據處理中心構成，

所述用戶終端，偵聽天基非導航衛星下行無線電信號并經由站間通信網絡發送給數據處理中心；

所述監測基準站，用于偵聽天基非導航衛星下行的無線電信號并經由站間通信網絡發送給數據處理中心；

所述數據處理中心，根據監測基準站發送的信號，獲取各監測基準站接收到信號的相對時延，利用監測基準站間的相對時延，構建時延特征時空分布模型，依據模型解算天基非導航衛星的位置；數據處理中心，根據監測基準站和用戶終端發送的信號，獲取用戶終端相對于各監測基準站接收到信號的相對時延，利用監測基準站與用戶終端間的相對時延、天基非導航衛星的位置，基于時延特征時空分布模型，計算用戶終端的位置，實現用戶終端的定位導航。

2.根據權利要求1所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，所述天基非導航衛星的位置計算過程為：

數據處理中心構建信號時延特征時空分布模型，如式(1)所示：

其中，表示編號分別為i、j的監測基準站位置坐標，為監測基準站所偵聽到的編號為i的天基非導航星位置坐標，為天基非導航星S_i下行信號到達編號為i的監測基準站與信號到達編號為j的監測基準站的相對時延差；

選取4個監測基準站，1個作為主基準站，3個作為從基準站，根據從基準站相對于主基準站之間的相對時延估計，利用信號時延特征時空分布模型計算出非導航衛星的精確位置。

3.根據權利要求2所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，所選取的監測基準站為用戶終端周邊的監測基準站，根據用戶終端相對于各監測基準站接收到信號的相對時延選取。

4.根據權利要求2所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，依次比對監測基準站與用戶終端間的相對時延，選取最小時延差對應的基準站為主基準站。

5.根據權利要求1所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，所述地面基準網絡監測基準站數目與幾何布設，為根據熱點服務區地理環境、覆蓋范圍及服務精度需求確定。

6.根據權利要求1所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，基于能量積累的盲檢測或半盲檢測算法，處理各監測基準站接收到的天基衛星下行信號，獲取信號相對時延差。

7.根據權利要求1所述基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，基于NCO的馴鐘技術，建立地面基準網絡守時系統。

8.一種基于天基隨機無線電信號的定位導航系統，其特征在于，包括天基非導航衛星/星座、地面基準站網絡及用戶終端，其中所述地面基準站網絡由多個已知坐標位置的監測基準站、站間通信網絡和數據處理中心構成，

所述用戶終端，偵聽天基非導航衛星下行無線電信號并經由通信網絡發送給數據處理中心；

所述監測基準站，用于偵聽天基非導航衛星下行的無線電信號并經由通信網絡發送給數據處理中心；

所述數據處理中心，根據監測基準站發送的信號，獲取各監測基準站接收到不同信號的相對時延，利用所述相對時延，基于時延特征時空分布模型，計算天基非導航衛星的位置；數據處理中心，根據用戶終端發送的信號，獲取用戶終端接收到不同信號的相對時延，利用用戶終端的相對時延、天基非導航衛星的位置，基于時延特征時空分布模型，計算用戶終端的位置，實現用戶終端的定位導航。