[发明专利]伪卫星亚分米级室内定位系统及其载波相位定位方法

摘要

一种涉及全球卫星定位系统GPS技术的装置及其载波相位定位方法，尤指一种基于全球卫星定位系统GPS导航卫星信号等硬件和软件设计技术，主要用于在室内等无法获得全球卫星定位系统GPS卫星信号场合的伪卫星亚分米级室内定位系统及其载波相位定位方法。该系统至少包括：主控站PC机和参考接收机等，各装置组合为一整体的室内定位系统；该方法通过载波相位定位方法实现；主要解决伪卫星的硬件和软件实现问题及室内伪卫星布局问题等有关技术问题。本发明的积极效果是：该系统和方法能够实现封闭区域内的自主导航，适合于在室内等无法获得天上GPS卫星信号而又需要较高精度定位结果的场合，具有使用方便、控制简捷有效等优点。

主权项

1.一种伪卫星亚分米级室内定位系统，该定位系统有复杂可编程门阵列、总线、接口、天线、接收机及PC机，所述定位系统的发送端通过无线信号传输到用户的接收端，其特征在于：该系统至少包括：主控站PC机(1)、伪卫星信号模块(2)、时钟模块(3)、用户定位模块(4)和参考接收机(5)，各装置组合为一整体的室内定位系统，其间的信号线和时钟线通过同轴电缆传递，数据通讯为RS232串口协议传输，其中：一主控站PC机(1)和伪卫星信号模块(2)中的伪卫星基带信号生成器(21)通过RS232串行接口(11)相连接；一伪卫星信号模块(2)由伪卫星基带信号生成器(21)、伪卫星射频模块(23)、伪卫星螺旋发射天线组成，伪卫星基带信号生成器(21)输出的基带信号通过等长的同轴电缆与射频模块(23)相连接，为射频模块的信号输入；射频模块(23)通过等长的同轴电缆连接右螺旋天线(24)，通过天线发送伪卫星的信号传输到用户定位模块(4)和参考接收机(5)的输入端；所述伪卫星基带信号生成器(21)输出信号分为四路：第一路的基带信号通过30米长同轴电缆A(22)传输到射频模块A(231)的输入端，射频模块A(231)的输出信号通过2米长同轴电缆A(25)传输到右螺旋天线A(241)的输入端，右螺旋天线A(241)的输出信号通过无线信号分别传输到用户定位模块(4)和参考接收机(5)的输入端；第二路的基带信号通过30米长同轴电缆A(22)传输到射频模块B(232)的输入端，射频模块B(232)的输出信号通过2米长同轴电缆A(25)传输到右螺旋天线B(242)的输入端，右螺旋天线B(242)的输出信号通过无线信号分别传输到用户定位模块(4)和参考接收机(5)的输入端；第三路的基带信号通过30米长同轴电缆A(22)传输到射频模块C(233)的输入端，射频模块C(233)的输出信号通过2米长同轴电缆A(25)传输到右螺旋天线C(243)的输入端，右螺旋天线C(243)的输出信号通过无线信号分别传输到用户定位模块(4)和参考接收机(5)的输入端；第四路的基带信号通过30米长同轴电缆A(22)传输到射频模块D(234)的输入端，射频模块D(234)的输出信号通过2米长同轴电缆A(25)传输到右螺旋天线D(244)的输入端，右螺旋天线D(244)的输出信号通过无线信号分别传输到用户定位模块(4)和参考接收机(5)的输入端；一时钟模块(3)由高稳的恒温晶振系统组成，一路20.46M的高稳方波时钟输出信号通过2米长同轴电缆B(31)传输到伪卫星基带信号生成器(21)的输入端；另外，时钟模块(3)输出信号又分为四路：第一路输出10.23M正弦波的时钟信号通过30米长同轴电缆B(32)传输到射频模块A(231)的输入端；第二路输出10.23M正弦波的时钟信号通过30米长同轴电缆B(32)传输到射频模块B(232)的输入端；第三路输出10.23M正弦波的时钟信号通过30米长同轴电缆B(32)传输到射频模块C(233)的输入端；第四路输出10.23M正弦波的时钟信号通过30米长同轴电缆B(32)传输到射频模块D(234)的输入端；一用户定位模块(4)由用户接收机(41)、定位运算PC机(42)以及其上运行的定位软件组成，用户接收机(41)通过RS232串行接口A(43)与定位运算PC机(42)相连接，定位运算PC机(42)接收来自用户接收机(41)的测量数据，通过运行数据处理和定位软件，给出定位结果；用户定位模块(4)为室内定位的厘米级位置标定结构；一参考接收机(5)模块通过RS232串行接口B(51)与定位运算PC机(42)相连接，参考接收机(5)的伪卫星天线在测试区域中固定在一个已知的位置，通过发送静态测量伪卫星信号的载波相位信号，为用户接收机(41)定位提供差分信号。