[發明專利]一種基于載波相位的陣列偽衛星室內精密定位方法及系統

在審

• 申請號: 201911036407.9
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110927753A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 甘興利;張衡;黃璐;梁曉虎;祝瑞輝;李雅寧;李爽;程建強
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/33
• 分類號: G01S19/33;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/44;G01C21/20
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于載波相位的陣列偽衛星室內精密定位方法及系統，屬于室內定位技術領域。該方法通過接收機對多通道信號發射器所發射的導航信號的跟蹤，獲取接收機與偽衛星發射天線之間的幾何距離、接收機和偽衛星發射天線之間的組合誤差殘差以及接收機與偽衛星發射天線之間的載波相位測量值，從而實現對接收機的定位，包括獲取觀測數據、計算位置坐標變化量、獲得當前時刻位置坐標等步驟。本發明方法執行簡單，定位精度高，在室內具有良好的應用效果，是對現有技術的一種重要改進。

技術領域

本發明屬于室內定位技術領域，特別是指一種基于載波相位的陣列偽衛星室內精密定位方法及系統。

背景技術

全球衛星導航系統(global navigation satellite system,GNSS)已廣泛應用于人們的日常生活，在海陸空交通，時間同步網絡，生命安全，位置服務等國民經濟生活方面可謂無處不在，成為公認的現代社會基礎設施之一。但是在隧道、城市峽谷、室內等區域，由于信號遮擋無法完成定位服務。

當前，應用于室內的定位手段大致分兩類，一類是基于WIFI、藍牙、UWB 等，這種方式一般很難與GNSS信號兼容，需要額外的定位設備；另一類是基于轉發天上信號的偽衛星或室內直發式偽衛星。目前，這兩種方式在室內的精度方面一般都很難保證。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種基于載波相位的陣列偽衛星室內精密定位方法及系統，該方法及系統簡單易行，能夠保證室內定位的精度。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種基于載波相位的陣列偽衛星室內精密定位方法，該方法用于通過接收機 u對多通道信號發射器所發射的導航信號的跟蹤實現對所述接收機u的定位；所述多通道信號發射器連接有n個偽衛星發射天線，每個偽衛星發射天線對應于一個偽衛星通道，每個偽衛星通道的信號均具有唯一的C/A碼，各偽衛星通道均在 GPS的L1碼和BDS的B1碼調制，且各通道信號均同時由1PPS生成；所述接收機u通過對導航信號的跟蹤獲取接收機u與偽衛星發射天線i之間的幾何距離、接收機u和偽衛星發射天線i之間的組合誤差殘差以及接收機u與偽衛星發射天線i之間的載波相位測量值，1≤i≤n；該方法包括以下步驟：

(1)根據下式計算當前時刻接收機u的位置坐標變化量

其中，

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

(2)根據接收機u的位置坐標變化量以及上一時刻接收機u的三維坐標x_u'、y_u'、z_u'，得到當前時刻接收機u的三維坐標；

(3)周期性地執行步驟(1)和(2)，實現對接收機u的持續定位；每個周期中，所述當前時刻是指該周期執行時的當下時刻，所述上一時刻是指該周期當下時刻的前一時刻，初始時刻接收機u的三維坐標為已知量。