[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于載波相位的陣列偽衛(wèi)星室內(nèi)精密定位方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911036407.9
• 申請(qǐng)日: 2019-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110927753A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘興利;張衡;黃璐;梁曉虎;祝瑞輝;李雅寧;李爽;程建強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/33
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/33;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/44;G01C21/20
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種基于載波相位的陣列偽衛(wèi)星室內(nèi)精密定位方法，其特征在于，用于通過(guò)接收機(jī)u對(duì)多通道信號(hào)發(fā)射器所發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行跟蹤，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述接收機(jī)u的定位；所述多通道信號(hào)發(fā)射器連接有n個(gè)偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)，每個(gè)偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)偽衛(wèi)星通道，每個(gè)偽衛(wèi)星通道的信號(hào)均具有唯一的C/A碼，各偽衛(wèi)星通道均在GPS的L1碼和BDS的B1碼調(diào)制，且各通道信號(hào)均同時(shí)由1PPS生成；所述接收機(jī)u通過(guò)對(duì)導(dǎo)航信號(hào)的跟蹤獲取接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的幾何距離、接收機(jī)u和偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的組合誤差殘差以及接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的載波相位測(cè)量值，1≤i≤n；該方法包括以下步驟：

(1)根據(jù)下式計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量

其中，

式中，為待求解的當(dāng)前時(shí)刻相對(duì)于上一時(shí)刻的接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量，為上一時(shí)刻接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的幾何距離，x_u'、y_u'、z_u'是上一時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)，x⁽ⁱ⁾、y⁽ⁱ⁾、z⁽ⁱ⁾是偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i的三維坐標(biāo)，為上一時(shí)刻接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i間的載波相位觀測(cè)量，是當(dāng)前時(shí)刻與上一時(shí)刻的接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間組合誤差殘差的差值，為當(dāng)前時(shí)刻與上一時(shí)刻的接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間幾何距離的差值；

(2)根據(jù)接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量以及上一時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)x_u'、y_u'、z_u'，得到當(dāng)前時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)；

(3)周期性地執(zhí)行步驟(1)和(2)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)u的持續(xù)定位；每個(gè)周期中，所述當(dāng)前時(shí)刻是指該周期執(zhí)行時(shí)的當(dāng)下時(shí)刻，所述上一時(shí)刻是指該周期當(dāng)下時(shí)刻的前一時(shí)刻，初始時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)為已知量。

2.一種基于載波相位的陣列偽衛(wèi)星室內(nèi)精密定位系統(tǒng)，其特征在于，包括多通道信號(hào)發(fā)射器、陣列天線(xiàn)、接收機(jī)和智能終端，所述陣列天線(xiàn)包括n個(gè)位置固定的偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)，n>1，所述多通道信號(hào)發(fā)射器通過(guò)陣列天線(xiàn)發(fā)送導(dǎo)航信號(hào)，陣列天線(xiàn)中的每個(gè)偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)對(duì)應(yīng)于多通道信號(hào)發(fā)射器的一個(gè)偽衛(wèi)星通道，每個(gè)偽衛(wèi)星通道的信號(hào)均具有唯一的C/A碼，多通道信號(hào)發(fā)射器的各偽衛(wèi)星通道均在GPS的L1碼和BDS的B1碼調(diào)制，且各通道信號(hào)均同時(shí)由1PPS生成；所述接收機(jī)包括GNSS接收芯片，所述智能終端通過(guò)藍(lán)牙與所述接收機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；接收機(jī)u通過(guò)GNSS接收芯片對(duì)導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行跟蹤，獲取接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的幾何距離、接收機(jī)u和偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的組合誤差殘差以及接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的載波相位測(cè)量值，1≤i≤n；

所述智能終端已知初始時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)，初始時(shí)刻以后，智能終端周期性地執(zhí)行如下程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)u的持續(xù)定位：

(1)根據(jù)下式計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量

其中，

式中，為待求解的當(dāng)前時(shí)刻相對(duì)于上一時(shí)刻的接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量，為上一時(shí)刻接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間的幾何距離，x_u'、y_u'、z_u'是上一時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)，x⁽ⁱ⁾、y⁽ⁱ⁾、z⁽ⁱ⁾是偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i的三維坐標(biāo)，為上一時(shí)刻接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i間的載波相位觀測(cè)量，是當(dāng)前時(shí)刻與上一時(shí)刻的接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間組合誤差殘差的差值，為當(dāng)前時(shí)刻與上一時(shí)刻的接收機(jī)u與偽衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)i之間幾何距離的差值；

(2)根據(jù)接收機(jī)u的位置坐標(biāo)變化量以及上一時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)x_u'、y_u'、z_u'，得到當(dāng)前時(shí)刻接收機(jī)u的三維坐標(biāo)；

每個(gè)周期中，所述當(dāng)前時(shí)刻是指該周期執(zhí)行時(shí)的當(dāng)下時(shí)刻，所述上一時(shí)刻是指該周期當(dāng)下時(shí)刻的前一時(shí)刻。