[发明专利]一种伪卫星厘米级定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航与无线电定位领域，特别是一种伪卫星厘米级定位方法。

背景技术

目前，定位的需求越来越迫切，人们希望能够在大型商场、公共场所、较长的高速隧道等知道自身所在的位置。

以北斗和GPS为代表的卫星导航系统应用越来越广泛，并且已经成为智能手机、车载导航仪等必不可少的功能。然而，卫星导航信号因建筑物的遮挡效应，无法穿透建筑物墙壁，从而使卫星导航接收机失去定位功能。

基于上述原因，需要一种兼容北斗和GPS导航信号的伪卫星设备，可在智能手机、车载导航仪等配置的北斗/GPS导航芯片软硬件模块不变动的条件下，实现厘米级的定位方法。因此，针对卫星导航信号因建筑物的遮挡无法实现高精度定位的应用领域，本专利提供了一种基于伪卫星的厘米级定位系统与方法。

发明内容

本发明的目的是：针对卫星导航信号因建筑物的遮挡无法实现高精度定位的应用领域，设计一种伪卫星厘米级定位方法。

为了达到上述目的，一种伪卫星厘米级定位方法，包括以下步骤：

①构建伪卫星厘米级定位系统；所述的伪卫星厘米级定位系统包括主伪卫星和不少于3颗的从伪卫星，主伪卫星和从伪卫星均包括伪卫星信号产生器、自闭环同步接收机、接收天线和发射天线；分别测量主伪卫星的接收天线和发射天线的坐标和从伪卫星的接收天线和发射天线的坐标；

②主伪卫星分别向所有从伪卫星和伪卫星用户机发射主信号，所有从伪卫星分别同时向主伪卫星、自身的自闭环同步接收机和伪卫星用户机发射从信号；

③所有从伪卫星的自闭环同步接收机分别同时接收主信号和自身的从信号，并根据接收的主信号和自身的从信号计算出主伪卫星和从伪卫星之间的钟差，然后将该钟差写入从伪卫星各自的伪卫星信号产生器的导航电文后，将该导航电文分别发射至主伪卫星的自闭环同步接收机和伪卫星用户机；

④主伪卫星的自闭环同步接收机接收和处理所有从伪卫星发射的包含导航电文的从信号，获得伪距测量值和载波测量值，并按照RTCM标准协议编写主伪卫星的导航电文；将该导航电文通过主伪卫星的伪卫星信号产生器发射至伪卫星用户机；

⑤伪卫星用户机接收处理所有从伪卫星发射的包含导航电文的从信号和主伪卫星发射的包含导航电文的主信号，获得伪距测量值和载波测量值，并建立单差或双差载波相位测量方程后，基于卫星导航RTK解算原理完成单差或双差载波相位测量方程的厘米级定位；

完成伪卫星厘米级定位方法。

其中，步骤③中主伪卫星和从伪卫星之间的钟差计算方法具体为：

其中：Δdt为从伪卫星和主伪卫星之间的钟差；dt^PL-从为从伪卫星的系统时间偏差；dt^PL-主为主伪卫星的系统时间偏差；为从伪卫星的伪距测量值；为从伪卫星的自闭环同步接收机接收天线和从伪卫星的伪卫星信号产生器发射天线之间的几何距离；为主伪卫星的伪距测量值；为从伪卫星的自闭环同步接收机接收天线和主伪卫星的伪卫星信号产生器发射天线之间的几何距离；c为光速。

其中，步骤⑤中的伪卫星用户机建立单差载波相位测量方程为：

其中，是对第i个从伪卫星的单差载波相位测量值，dt_u主＝dt_u-dt_主；为主伪卫星对第i个从伪卫星的载波相位测量方程；为伪卫星用户机u对第i个从伪卫星的载波相位测量方程；为主伪卫星的同步接收机对第i个从伪卫星的载波相位测量值；为主伪卫星和第i个从伪卫星之间的几何距离；为伪卫星用户机u和第i个从伪卫星之间的几何距离；dt_主为主伪卫星同步接收机的时间偏差；dt_u为伪卫星用户机u的时间偏差；为主伪卫星和第i个从伪卫星之间的整周模糊度；为伪卫星用户机u和第i个从伪卫星之间的整周模糊度；为主伪卫星自闭换同步接收机对第i个从伪卫星之间的多径和热噪声；为伪卫星用户机u对第i个从伪卫星之间的多径和热噪声；λ为信号波长；f为信号频率。

其中，步骤⑤中的伪卫星用户机建立双差载波相位测量方程为：