[發(fā)明專利]一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110822082.8
• 申請(qǐng)日: 2021-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN113281789B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳振宇;蔣鑫;薛智隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙北斗產(chǎn)業(yè)安全技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01S19/22
• 分類號(hào): G01S19/22;G01S19/37
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，提供一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法，包括導(dǎo)入三維復(fù)雜場(chǎng)景，設(shè)定多徑計(jì)算的邊界條件；根據(jù)場(chǎng)景中三角面的信息計(jì)算N個(gè)集合；獲取衛(wèi)星與場(chǎng)景中三角面的可視三角面集合；獲取用戶載體信息與場(chǎng)景中三角面的可視三角面集合；與的交集為衛(wèi)星與用戶載體共同可視的三角面集合，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)中的任意三角面后與用戶載體連接，形成潛在的一次多徑反射路徑；遍歷計(jì)算集合中每一個(gè)三角面的多徑點(diǎn)；若多徑點(diǎn)位于三角面的圍合區(qū)域內(nèi)，則多徑存在，并通過(guò)多徑點(diǎn)計(jì)算生成多徑信號(hào)的參數(shù)。通過(guò)集合求交方式，大大提高復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)仿真效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域多徑效應(yīng)已成為影響高精度定位應(yīng)用場(chǎng)景的主要誤差源，針對(duì)基于真實(shí)場(chǎng)景的多徑仿真已越來(lái)越重要。目前行業(yè)上對(duì)于多徑的仿真通常采用兩種方式，其一是在直達(dá)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的基礎(chǔ)上施加固定的時(shí)延和衰減；另外一種方案是考慮到衛(wèi)星導(dǎo)航終端所處的真實(shí)環(huán)境，利用射線追蹤法計(jì)算出全部各顆導(dǎo)航衛(wèi)星與衛(wèi)星導(dǎo)航終端的多徑傳播路徑，然后根據(jù)該路徑計(jì)算時(shí)延和功率衰減。

第一種方案沒(méi)有考慮到衛(wèi)星導(dǎo)航終端所處的真實(shí)地理環(huán)境，仿真出來(lái)的多徑信號(hào)無(wú)法真實(shí)測(cè)試評(píng)估出衛(wèi)星導(dǎo)航終端的性能；第二種方案利用射線追蹤法計(jì)算出全部多徑傳播路徑，但是存在計(jì)算量大的缺陷，該方案算法復(fù)雜度與真實(shí)場(chǎng)景中三角面數(shù)量的平方成正比，在復(fù)雜環(huán)境比如城市環(huán)境中，一個(gè)場(chǎng)景中含有的三角面數(shù)量在十萬(wàn)到百萬(wàn)量級(jí)，如圖1所示計(jì)算復(fù)雜環(huán)境的三角面的多徑信號(hào)，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境該方案計(jì)算量巨大，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)仿真計(jì)算的需求，因此射線追蹤方案只適合場(chǎng)景簡(jiǎn)單或者計(jì)算實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)景。因此迫切需要一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法，通過(guò)可視三角面集合求交的方式獲得潛在的多徑反射通路，減少三角面求交運(yùn)算次數(shù)，從而滿足多徑信號(hào)的高效計(jì)算與仿真，具體采用以下技術(shù)方案：

一種高效的復(fù)雜環(huán)境多徑信號(hào)的計(jì)算方法，包括以下步驟：

步驟S1：導(dǎo)入三維復(fù)雜場(chǎng)景，設(shè)定多徑計(jì)算的邊界條件；

步驟S2：根據(jù)場(chǎng)景中三角面的信息計(jì)算各三角面間的可視性，得到個(gè)集合，其中為場(chǎng)景中三角面的數(shù)量，為所有與第個(gè)三角面通視的三角面集合；

步驟S3：根據(jù)任意一顆衛(wèi)星信息和場(chǎng)景中三角面的信息，獲取衛(wèi)星與場(chǎng)景中三角面的可視三角面集合；根據(jù)用戶載體信息與場(chǎng)景中三角面信息，獲取用戶載體信息與場(chǎng)景中三角面信息的可視三角面集合；

步驟S41：集合與的交集為衛(wèi)星與用戶載體共同可視的三角面集合，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)中的任意三角面后與用戶載體連接，形成潛在的一次多徑反射路徑；

步驟S5：根據(jù)用戶載體位置、衛(wèi)星位置和三角面信息，遍歷計(jì)算集合中每一個(gè)三角面的多徑點(diǎn)；

步驟S6：若多徑點(diǎn)位于三角面的圍合區(qū)域內(nèi)，則多徑存在，并通過(guò)多徑點(diǎn)計(jì)算生成多徑信號(hào)的參數(shù)。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，所述設(shè)定多徑計(jì)算的邊界條件包含多徑計(jì)算總條數(shù)閾值或多徑計(jì)算次數(shù)深度閾值；在步驟S2中，所述通視包括完全通視、部分可視。

進(jìn)一步地，在步驟S41中還包括步驟S42：在集合中任意選取一個(gè)三角面，則集合與的交集，為與第i個(gè)三角面和用戶載體共同可視的三角面集合，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)三角面、中的任意三角面后與用戶載體連接，形成潛在的二次多徑反射路徑；遍歷中所有的三角面，得到所有潛在的二次多徑反射路徑；重復(fù)步驟S5~S6計(jì)算生成二次反射多徑信號(hào)的參數(shù)。