[发明专利]基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于，包括：

获取相对导航网络信息，所述相对导航网络信息包括相对导航网络的位置基准和时间基准以及相对导航网络中各成员广播的PPLI信息和TOA信息；

在获取的所述PPLI信息和所述TOA信息中按照网络层级结构和GDOP值选取多个源，得到多个源数据，将所选多个源数据中的GDOP值组成一个向量，如果向量的模超过第一阈值或向量的均方误差超过第二阈值则认为源选择错误，需要重新选取源；

采集GNSS信息；

获取惯性导航信息；

利用EKF滤波器对所述多个源数据中的TOA伪距信息、所述GNSS信息和所述惯性导航信息进行数据融合，得到速度与位置信息，包括：将相对导航网络EKF滤波器进行解耦，分解为平面滤波器和高度滤波器，以及基于TOA伪距信息和GNSS信息建立观测方程Z(k)＝HX(k)+V(k)，其中，Z(k)是量测信息向量，H为量测转移矩阵，X(k)为状态量矩阵，V(k)为量测噪声向量；

姿态修正：根据所述速度与位置信息推算出姿态信息，将所述姿态信息用于修正惯性导航的姿态角误差；

其中，所述基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法由基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航系统执行，所述基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航系统包括：

网络时间基准站，被配置成对相对导航网络内的各成员进行校时；

网络核心位置基准站，被配置成将所述PPLI信息和TOA信息发送至相对导航网络内；

网络主要位置基准站，被配置成将所述PPLI信息和TOA信息发送至相对导航网络内；

网络次要位置基准站，被配置成接收相对导航网络中主要用户和核心用户发送的信息，并对自身时钟信息和位置信息加以修正，发送PPLI和TOA信息至相对导航网络中；

网络主要用户端，被配置成向其运行区间内的网络次要用户端发送PPLI信息和TOA信息；

网络次要用户端，被配置成通过所述网络主要用户端发送的所述PPLI和TOA信息完成定位；

轨旁综合信号中继站，被配置成发送临近的所述网络主要用户端发送的定位信息至网络次要用户端；

网络层级结构，包括依据相对导航网络内各成员发送信息的可信度建立的等级结构。

2.根据权利要求1所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于，所述在获取的所述PPLI信息和所述TOA信息中按照网络层级结构和GDOP值选取多个源，得到多个源数据中：

所述多个为4个。

3.根据权利要求2所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于：

如重新选取源三次后若仍未找到正确的源则发送报警信息。

4.根据权利要求2所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于：

所述第一阈值为2.8，所述第二阈值为0.54。

5.根据权利要求1所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于，还包括：

数据输出：将所述速度与位置信息进行坐标变换，以准确得知绝对位置和相对位置，并反馈定位信息。

6.根据权利要求1所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于，所述GNSS信息，包括：

经纬度位置信息、东北天三向速度信息、GDOP值和搜索到的卫星数目值。

7.根据权利要求1所述的基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航方法，其特征在于，所述惯性导航信息，包括：

位置信息，姿态信息和速度信息。

8.一种基于GSM-R通信系统的GNSS辅助相对导航系统，其特征在于，运行权利要求1至7任一所述的相对导航方法。