[发明专利]一种基于载波相位的阵列伪卫星室内精密定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于载波相位的阵列伪卫星室内精密定位方法及系统，属于室内定位技术领域。该方法通过接收机对多通道信号发射器所发射的导航信号的跟踪，获取接收机与伪卫星发射天线之间的几何距离、接收机和伪卫星发射天线之间的组合误差残差以及接收机与伪卫星发射天线之间的载波相位测量值，从而实现对接收机的定位，包括获取观测数据、计算位置坐标变化量、获得当前时刻位置坐标等步骤。本发明方法执行简单，定位精度高，在室内具有良好的应用效果，是对现有技术的一种重要改进。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，特别是指一种基于载波相位的阵列伪卫星室内精密定位方法及系统。

背景技术

全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)已广泛应用于人们的日常生活，在海陆空交通，时间同步网络，生命安全，位置服务等国民经济生活方面可谓无处不在，成为公认的现代社会基础设施之一。但是在隧道、城市峡谷、室内等区域，由于信号遮挡无法完成定位服务。

当前，应用于室内的定位手段大致分两类，一类是基于WIFI、蓝牙、UWB 等，这种方式一般很难与GNSS信号兼容，需要额外的定位设备；另一类是基于转发天上信号的伪卫星或室内直发式伪卫星。目前，这两种方式在室内的精度方面一般都很难保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于载波相位的阵列伪卫星室内精密定位方法及系统，该方法及系统简单易行，能够保证室内定位的精度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于载波相位的阵列伪卫星室内精密定位方法，该方法用于通过接收机 u对多通道信号发射器所发射的导航信号的跟踪实现对所述接收机u的定位；所述多通道信号发射器连接有n个伪卫星发射天线，每个伪卫星发射天线对应于一个伪卫星通道，每个伪卫星通道的信号均具有唯一的C/A码，各伪卫星通道均在 GPS的L1码和BDS的B1码调制，且各通道信号均同时由1PPS生成；所述接收机u通过对导航信号的跟踪获取接收机u与伪卫星发射天线i之间的几何距离、接收机u和伪卫星发射天线i之间的组合误差残差以及接收机u与伪卫星发射天线i之间的载波相位测量值，1≤i≤n；该方法包括以下步骤：

(1)根据下式计算当前时刻接收机u的位置坐标变化量

其中，

式中，为待求解的当前时刻相对于上一时刻的接收机u的位置坐标变化量，为上一时刻接收机u与伪卫星发射天线i之间的几何距离，x_u'、y_u'、z_u'是上一时刻接收机u的三维坐标，x⁽ⁱ⁾、y⁽ⁱ⁾、z⁽ⁱ⁾是伪卫星发射天线i的三维坐标，为上一时刻接收机u与伪卫星发射天线i间的载波相位观测量，是当前时刻与上一时刻的接收机u与伪卫星发射天线i之间组合误差残差的差值，为当前时刻与上一时刻的接收机u与伪卫星发射天线i之间几何距离的差值；

(2)根据接收机u的位置坐标变化量以及上一时刻接收机u的三维坐标x_u'、y_u'、z_u'，得到当前时刻接收机u的三维坐标；

(3)周期性地执行步骤(1)和(2)，实现对接收机u的持续定位；每个周期中，所述当前时刻是指该周期执行时的当下时刻，所述上一时刻是指该周期当下时刻的前一时刻，初始时刻接收机u的三维坐标为已知量。