[发明专利]应用于隧道内外无缝定位的卫星导航方法及终端接收机

说明书

本发明涉及卫星导航领域，公开一种应用于隧道内外无缝定位的卫星导航方法及终端接收机，卫星导航终端接收机包括全向天线及第一接收定位模块、定向天线及第二接收定位模块、定位数据融合处理模块。在隧道外能够接收真实卫星导航信号实现定位的地方，定位数据融合处理模块直接使用第一接收定位模块输出的定位数据作为定位结果，在隧道内时，第二接收定位模块输出隧道内的定位数据，第一接收定位模块不输出定位数据，此时定位数据融合处理模块使用第二接收定位模块的定位数据作为定位结果。本申请实施例可有效、可靠地实现隧道内外无缝定位，可直接应用于高铁、地铁、矿井内的各种需要定位的设备上。

技术领域

本发明涉及一种应用于隧道内外无缝定位的卫星导航方法及终端接收机，属于卫星导航技术领域。

背景技术

目前在铁路和公路隧道、地铁、矿井等室内导航卫星信号不可见的场所，无法使用已有的卫星导航接收机或者智能手机进行定位，只能借助RFID、WIFI、UWB超宽带、伪卫星等技术进行定位，但是受制于室内复杂地形引起的多径效应和成本，上述室内定位技术都存在着不足，RFID、WIFI、UWB超宽带定位不能帮助导航接收机定位，需要另建一套定位系统，伪卫星需要密集布设多个，而且远近效应、多径效应的影响严重。国内已有多个专利利用伪卫星实现隧道内定位导航，CN201810729390.4一种基于伪卫星的隧道内定位方法和CN201710617675.4 一种动态补偿的卫星导航定位增强系统及方法都是用伪卫星与室外真实卫星信号时间同步和星历同步后，在隧道内仿真多个区域位置，在此区域内的定位位置就是仿真的位置。这种伪卫星定位方法的误差不小，受制于成本，伪卫星仿真的区域位置不可能很密集，所以定位误差几十米到上百米，对于定位导航精度要求高的场合就不适用了。CN202010389587.5 室内虚拟卫星导航定位方法、系统及装置公开了一种利用漏缆两端播发与真实卫星时间和星历同步的虚拟卫星信号来实现室内定位的方法，由于信号沿着漏缆方向传播，漏缆插损小，因此漏缆下方的导航接收机受到的不仅有最上方的漏缆信号，还有两侧的漏缆信号，以及他们在周围墙壁反射引起的多径信号，经过实际试验测试发现，在沿着漏缆下方来回移动是，导航接收机信号容易失锁，如果把导航接收机的全向天线换成窄波束螺旋天线，则导航接收机在来回移动过程中就不会失锁。

发明内容

本发明旨在提供一种应用于隧道内外无缝定位的卫星导航方法及终端接收机，从而克服现有技术中的不足。

本发明的技术方案如下：

本发明包括用于隧道外面接收真实卫星信号的全向接收天线与第一导航定位模块，还包括用于隧道里面接收漏缆播发的虚拟卫星信号的窄波束定向接收天线和第二导航定位模块；

所述第一导航定位模块的定位数据、原始观测量和所述第二导航定位模块的定位数据和原始观测量数据均传输给所述定位数据融合模块，定位数据融合模块根据两组定位数据、原始观测量数据综合判断出目前终端接收机所处的区域位于隧道外面或者隧道里面，然后选择对应的定位数据输出。

进一步地，当第一导航定位模块的定位数据有效，且第二导航定位模块的原始观测量没有虚拟卫星数据时，说明当前位置处于隧道外面，此时定位数据融合模块选择第一导航定位模块的定位数据输出。

进一步地，当第一导航定位模块和第二导航定位模块的原始观测量均出现虚拟卫星数据时，说明当前位置处于隧道里面，此时定位数据融合模块选择第二导航定位模块的定位数据输出。

卫星导航终端接收机由全向接收天线、第一导航定位模块、窄波束定向接收天线、第二导航定位模块和定位数据融合模块构成；

所述全向接收天线与第一导航定位模块相连，用于隧道外面接收真实卫星信号来定位；

所述窄波束定向接收天线和第二导航定位模块相连，用于隧道里面接收漏缆播发的虚拟卫星信号来定位。

进一步地，所述全向天线是含有低噪放的有源天线。

进一步地，所述窄波束定向天线是无源天线或者是含有低噪放的有源天线。