[發明專利]一種陣列偽衛星室內定位方法及系統

在審

• 申請號: 201911036899.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110716217A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 甘興利;黃璐;張衡;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;G01S19/25;G01S19/30;G01S19/29;G01C21/20
• 代理公司: 13124 河北東尚律師事務所
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種陣列偽衛星室內定位方法及系統，屬于偽衛星定位導航技術領域。該系統中，多通道信號發射機用于發射不同的PRN碼，其信號與GPS和BDS信號兼容；商業化的GNSS接收機可以接收這些信號，建立信號發射系統，然后計算載波相位速率，檢測和消除異常多普勒測量。初始化接收機起始點坐標，坐標形式為三維形式，在測量位置和速度時，將Z軸方向固定。最后通過牛頓迭代法計算用戶位置。該定位系統通過具有相同時鐘源的多信道發射機，每個信道的導航信號基于相同的1PPS，利用不同陣列信道的偽距不同，消除接收機和偽距的時鐘偏差，避免了傳統偽衛星存在的時間同步問題。

技術領域

本發明涉及偽衛星定位導航技術領域，特別是指一種陣列偽衛星室內定位方法及系統。

背景技術

目前，室內定位的需求越來越迫切，衛星導航在室內環境中信號受阻，通常不能提供正常的定位服務。偽衛星具有通過提供額外的導航信號來提高全球導航衛星系統的定位精度和可用性的潛在能力。偽衛星定位系統可以作為對遮擋環境下的導航定位的補充，因此越來越多研究者投入到偽衛星室內定位技術研究中。

但是，現有技術中的室內偽衛星定位方法仍然存在模糊度求解、時間同步等技術瓶頸，導致基于偽衛星的定位系統很難得到廣泛應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種陣列偽衛星室內定位方法及系統，能夠實現室內的高精度定位。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種陣列偽衛星室內定位方法，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進行跟蹤，從而實現對所述接收機u的定位；所述多通道信號發射器連接有n個位置固定的偽衛星發射天線，n>1，所述多通道信號發射器通過陣列天線發送導航信號，陣列天線中的每個偽衛星發射天線對應于多通道信號發射器的一個偽衛星通道，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偽衛星發射天線i的時鐘偏差率、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之間的多普勒測量值，1≤i≤n；該方法包括以下步驟：

(1)通過最小二乘法解算如下方程，得到上一時刻接收機u的運動速度

其中，

式中，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，c是光速，f是導航信號的頻率，為上一時刻接收機u的時鐘偏差率，為上一時刻偽衛星發射天線i的時鐘偏差率，是上一時刻接收機u與偽衛星發射天線i之間的組合誤差殘差，為上一時刻接收機u與偽衛星發射天線i之間的多普勒測量值；

(2)根據上一時刻接收機u的三維坐標、上一時刻接收機u的運動速度以及上一時刻與當前時刻之間的時間間隔，求得當前時刻接收機的三維坐標；

(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。