[发明专利]一种基于伪距指纹匹配的区域快速定位方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航无线电通信领域，尤其涉及一种基于伪距指纹匹配的区域快速定位方法。

背景技术

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)作为信息时代国家的重要基础设施，能够在全球范围内提供较精确的定位导航服务。其中，导航卫星星座和用户移动终端间基于伪距的定位模型——三球交会模型，遵循欧式几何原理，即：建立在基于视距传播的假设之上。

视距传播是准确测量定位参数的必要条件。但当用户处于山区、深林、都市峡谷、室内等遮挡较严重的区域，直射路径往往受到阻挡，非视距传播污染较为严重。由于直射路径的缺失，接收机接收到的是一系列不确定的反射、衍射等多路径信号的叠加，使得欧式几何定位模型不成立，造成基于伪距的测量结果存在极大的不确定性，表现为测量值在离实际值较大的范围内随机分布(甚至出现有偏)。

另外，传统的三维伪距定位依赖于卫星星历信息，要求地面站实时更新卫星轨道位置信息，这种方式的定位通信无法满足战时隐蔽通信定位的需求。

同时，在定位解算过程中，卫星时钟误差、卫星星历误差、电离层延时、对流层延时、接收机噪声等多种不确定性系统误差源的存在，使得欧式几何定位模型结构更加脆弱，产生无法忽视的系统误差，甚至可能无法进行定位解算。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于伪距指纹匹配的区域快速定位方法，该方法弥补了现有伪距测量技术缺陷，解决了非视距场景模式下现有定位方法无法实施的技术难题，降低了不确定性误差对定位精度的影响，

本发明的一种基于伪距指纹匹配的区域快速定位方法包括：

步骤1，通过映射、存储局域定位系统中各标定点相对于各卫星星座的时间-空间二维伪距信息即：在t时刻第n个标定点相对于第j颗卫星的伪距值，建立伪距指纹数据库，所述时间-空间二维伪距信息为指纹信息；

步骤2，利用用户接收机实测某时刻某位置相对于某卫星星座的时间-空间二维伪距信息即：在t时刻用户接收机相对于第j颗卫星的伪距测量值，并存储该相对时间-空间二维伪距信息作为指纹比对信息；

步骤3，利用所述伪距指纹数据库中的时间-空间二维伪距信息与所述相对时间-空间二维伪距信息基于配合匹配算法，进行伪距指纹匹配定位；

进一步的，所述步骤1包括：

步骤11，确定所述局域定位系统中标定点的数目与分布情况，并对其进行标定，获取各标定点的地理位置坐标；

步骤12，在每个标定点的地理位置处设置监测接收机，对每个标定点相对于各卫星星座的时间-空间二维伪距信息进行实时监测与更新存储；

进一步的，所述步骤3包括：

步骤31，根据所述相对时间-空间二维伪距信息利用公式进行权重计算，并筛选出用户位置点的最小区域范围，该最小区域范围是由标定点组成的最小网格区域，其中，W为最小网格区域包含的标定点数目，由指纹变化函数模型中的系数矩阵大小确定；{n₁，n₂，n₃，...，n_W}为筛选出的最小区域范围内包含的标定点；

步骤32，根据所述最小网格区域利用同一标定点同一时刻第j颗卫星相对于参考星的星间伪距差信息为构造第j颗卫星相对于参考星在第n个格网点的相对指纹变化模型，该相对指纹变化模型为：