[发明专利]一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法及系统，其方法包括，利用GNSS固定站的位置向量和速度向量以及GNSS监测站的位置向量和速度向量，计算出GNSS监测站相对GNSS固定站移动的多普勒频率偏差；根据多普勒频率偏差对GNSS监测站中LoRa RF芯片中设置的接收信号频率进行补偿，得到GNSS监测站中LoRa RF芯片接收信号的补偿频率；将补偿频率转化为频率控制字，并将频率控制字写入GNSS监测站中LoRa RF芯片的驱动中。本发明通过固定站和监测站的位置向量和速度向量来计算和补偿LoRa RF多普勒频偏简单易行，计算的多普勒频偏实时而且准确，最终能够降低监测站侧的LoRa RF的接收数据的BER。

技术领域

本发明涉及GNSS卫星通信系统领域和LoRa通信领域，具体涉及一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法及系统。

背景技术

LoRa(Long Range Radio)是一种低功耗低成本无线物理层标准，架设成本低，传输距离远，实现了低功耗和远距离的统一。高精度差分定位系统使用LoRa作为数据链路技术。目前市场上LoRa RF的芯片一般为semtech公司的sx126X/sx127X系列，我们使用sx1262芯片作为LoRa RF芯片。基于LoRa的广播通信的高精度差分定位系统组成框图如附图1，由固定站和监测站两部分组成。固定站和监测站的数据链路部分是基于LoRa广播通信实现。固定站的LoRa RF广播差分数据，监测站的LoRa RF接收差分数据。固定站的精确坐标要求已知，固定站的接收机负责估算每颗卫星的测距误差并对其生成差分校正值。然后固定站负责把差分校正值或者原始观测数据通过LoRa RF发送给监测站处的GNSS接收机。监测站处的GNSS接收机会结合收到的差分校正值和自身的观测数据计算出精度级别更高的定位结果。

通过实际路测发现，当监测站运动的移动速度超过20km/h时,监测站的LoRa RF接收的数据BER(比特出错率/误码率)比较高。根据通信理论，运动的物体会产生多普勒效应，多普勒效应是波源和观察者有相对运动时，观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。为了降低LoRa RF的传输数据的BER，需要实时的补偿运动产生的多普勒频偏，目前LoRa RF本身无法计算多普勒频偏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法及系统，可以降低监测站中LoRa RF芯片接收数据的BER。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法，包括以下步骤，

S1，利用GNSS固定站的位置向量和速度向量以及GNSS监测站的位置向量和速度向量，计算出所述GNSS监测站相对所述GNSS固定站移动的多普勒频率偏差；

S2，根据所述多普勒频率偏差对所述GNSS监测站中LoRa RF芯片中设置的接收信号频率进行补偿，得到所述GNSS监测站中LoRa RF芯片接收信号的补偿频率；

S3，将所述补偿频率转化为频率控制字，并将所述频率控制字写入所述GNSS监测站中LoRa RF芯片的驱动中。

基于上述一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的方法，本发明还提供了一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的系统。

一种基于GNSS来补偿LoRa多普勒频偏的系统，包括以下模块，

多普勒频率偏差计算模块，其用于利用GNSS固定站的位置向量和速度向量以及GNSS监测站的位置向量和速度向量，计算出所述GNSS监测站相对所述GNSS固定站移动的多普勒频率偏差；

频率补偿模块，其用于根据所述多普勒频率偏差对所述GNSS监测站中LoRa RF芯片中设置的接收信号频率进行补偿，得到所述GNSS监测站中LoRa RF芯片接收信号的补偿频率；