[发明专利]临时陆基导航方法和系统

摘要

本发明公开了一种临时陆基导航方法和系统。该系统由Z架主控中继机、M架非主控中继机、N个地面站和用户组成，其中M大于等于三，N大于等于二，Z大于等于一，Z约为M的四分之一，不能整除时向上取整。该方法第一步是构建临时陆基导航系统；第二步是建立时间同步，通过主控中继机实现主控中继机、非主控中继机、地面站的同步；第三步是中继机定位，中继机通过自身设备和地面站来实现对自身的定位；第四步是用户定位，主控中继机和非主控中继机通过无线电测距和已解算出的自身位置信息来计算出用户位置并发送给用户，实现定位和导航。本发明具有可靠性高、导航范围可控、使用灵活、费效比较高等特点。

主权项

1、一种临时陆基导航系统，该系统由Z架主控中继机、M架非主控中继机、N个地面站及用户组成，其中M大于等于三，N大于等于二，Z大于等于一，Z为M的四分之一，不能整除时向上取整；其特征在于：中继机，包括Z架主控中继机、M架非主控中继机，均位于平流层及平流层以下的空中，相邻的中继机彼此之间处于视距范围内；Z架主控中继机，是临时陆基导航系统的核心：为整个临时陆基导航系统提供时间基准，解算用户的位置；M架非主控中继机，配合主控中继机实现对用户的定位：测量视距范围内的用户至本机的距离，并将此距离信息和本机位置信息编码发送至最近主控中继机；N个地面站，置于中继机下方平坦区域，且彼此间隔一定距离D，根据中继机高度的不同，D的范围取几千米至几千千米；N个地面站的位置已知，中继机利用N个地面站的位置信息实现定位；所述的Z架主控中继机包含主控中继机临时陆基导航模块，该主控中继机临时陆基导航模块包括高精度的铷原子钟(19)、第一测距码生成器(20)、第一接收发射设备(21)、第一信号回发设备(22)、第一高度计(23)、第一导航解算设备(24)和第一中心处理器(25)；铷原子钟(19)作为整个模块的时间基准；第一测距码生成器(20)产生测距信号；第一接收发射设备(21)接收视距范围内的非主控中继机、地面站和用户的信号，并且发射主控中继机上来自第一导航解算设备(24)和第一测距码生成器(20)的信号；第一信号回发设备(22)回发来自视距范围内的非主控中继机和地面站的信号；第一高度计(23)计算本机至地面的绝对高度；第一导航解算设备(24)解算本机和用户的位置信息；第一中心处理器(25)控制整个主控中继机临时陆基导航模块的信号流程；所述的M架非主控中继机均包含非主控中继机临时陆基导航模块，该非主控中继机临时陆基导航模块包括第二测距码生成器(26)、第二接收发射设备(27)、第二信号回发设备(28)、第二高度计(29)、第二导航解算设备(30)、第一同步模块(31)、第二中心处理器(32)、第一普通原子钟(33)；第二测距码生成器(26)产生测距信号；第二接收发射设备(27)接收来自视距范围内的主控中继机、地面站和用户的信号，并发射本机上来自第二导航解算设备(30)和第二测距码生成器(26)的信号；第二信号回发设备(28)回发来自视距范围内的地面站的信号；第二高度计(29)计算本机至地面的绝对高度；第二导航解算设备(30)解算本机的位置信息和计算本机至用户的距离信息；第一同步模块(31)修正本机的时钟信息；第二中心处理器(32)控制本机上的整个非主控中继机临时陆基导航模块的信号流程；第一普通原子钟(33)本身不提供高精度的时间基准，在第一同步模块(31)的配合下，提供与视距范围内的主控中继机同步的高精度时间信息；所述的N个地面站均包含地面站临时陆基导航模块，该地面站临时陆基导航模块包括，第三测距码生成器(34)、第三接收发射设备(35)、第三信号回发设备(36)、第二同步模块(37)，第三中心处理器(38)、第二普通原子钟(39)；第三测距码生成器(34)产生测距信号，并发送给第三接收发送设备(35)；第三接收发射设备(35)接收视距范围内的主控中继机或非主控中继机回发的测距信号，并向空中发送本地面站的位置信息和来自第三测距码生成器(34)的测距信息；第三信号回发设备(36)回发来自主控中继机或和非主控中继机的测距信号；第二同步模块(37)修正本地面站的时钟信息；第三中心处理器(38)用于控制本地面站临时陆基导航模块的信号流程；第二普通原子钟(39)本身不提供高精度的时间基准，在第二同步模块(37)的配合下，提供与主控中继机视距范围内同步的高精度时间信息；所述的用户包含用户临时陆基导航模块，该用户临时陆基导航模块包括第四接收发射设备(40)、第四信号回发设备(41)、第四中心处理器(42)；第四接收发射设备(40)接收视距范围内主控中继机发送的用户位置信息；第四信号回发设备(41)接收视距范围内中继机发送的测距信号，在该测距信号上调制自身硬件延迟，然后回发；第四中心处理器(42)控制本机上的整个临时陆基导航模块的信号流程。