一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法、定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，每個(gè)基站執(zhí)行以下步驟：確定本基站和與本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲；根據(jù)信號(hào)延遲，模擬衛(wèi)星到達(dá)本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換及混頻處理后發(fā)射出去，供用戶終端進(jìn)行定位解算。通過(guò)將基站發(fā)射的信號(hào)延遲到衛(wèi)星高度，再將延遲后的信號(hào)發(fā)送給用戶終端，這樣終端接收到的信號(hào)類(lèi)似于衛(wèi)星高度發(fā)射的信號(hào)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于基站和用戶之間的傳播延遲非常小和基站分布不均，造成的不利于高精度定位的問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法、定位方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及定位系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法、定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，一般采用偽隨機(jī)碼測(cè)距或載波相位測(cè)距進(jìn)行T0A、TD0A定位，需要架設(shè)4臺(tái)或4臺(tái)以上的發(fā)射基站作為定位解算的基準(zhǔn)信號(hào)，并且需要精準(zhǔn)的測(cè)量信號(hào)傳播過(guò)程中的延遲，以建立定位解算方程。然而，相比于導(dǎo)航衛(wèi)星定位，基站發(fā)射的定位信號(hào)到達(dá)用戶終端時(shí)的傳播延遲非常小且基站分布不合理，不利于用戶的高精度定位。因此，急需一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方案，為進(jìn)一步提高陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位精度提供基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法、定位方法及系統(tǒng)，通過(guò)將基站發(fā)射的信號(hào)延遲到衛(wèi)星高度，增大了定位信號(hào)的傳播延遲，減少了基站分布不合理性，提高了定位精度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下:
[0005]一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，每個(gè)所述基站執(zhí)行以下步驟:
[0006]確定本基站和與所述本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的彳目號(hào)延遲；
[0007]根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；
[0008]對(duì)所述數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得模擬中頻信號(hào)；
[0009]對(duì)所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理，獲得一個(gè)帶有模擬中頻信號(hào)信息的高頻信號(hào);
[0010]發(fā)射所述高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)用于供用戶終端進(jìn)行定位解算。
[0011]優(yōu)選地，在所述發(fā)射所述高頻信號(hào)之前還包括:調(diào)整所述高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0012]優(yōu)選地，所述對(duì)所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理為:將所述模擬中頻信號(hào)與高頻本振信號(hào)相乘，得到一個(gè)與所述衛(wèi)星的信號(hào)頻點(diǎn)相同的高頻信號(hào)。
[0013]優(yōu)選地，所述確定本基站和與所述本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲具體為:
[0014]確定所述本基站的三維坐標(biāo)，以及根據(jù)所述衛(wèi)星星歷確定某一時(shí)刻所述衛(wèi)星的三維坐標(biāo)；
[0015]根據(jù)所述本基站的三維坐標(biāo)和所述衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，確定某一時(shí)刻所述衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)所述本基站的信號(hào)延遲。
[0016]優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)具體為:
[0017]設(shè)定時(shí)間間隔t，每隔一個(gè)所述時(shí)間間隔t確定一個(gè)所述信號(hào)延遲，根據(jù)兩個(gè)連續(xù)的所述信號(hào)延遲確定一個(gè)相對(duì)速度，所述相對(duì)速度為所述衛(wèi)星相對(duì)于所述本基站的速度；
[0018]根據(jù)每個(gè)所述相對(duì)速度，實(shí)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字中頻信號(hào)。
[0019]優(yōu)選地，所述衛(wèi)星為:GPS衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、GLONASS衛(wèi)星或伽利略衛(wèi)星。
[0020]一種陸基導(dǎo)航定位方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，包括:
[0021]接收各個(gè)基站發(fā)送的高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)為權(quán)利要求1-X中任意一項(xiàng)所述的
高頻信號(hào)；
[0022]利用信號(hào)到達(dá)時(shí)間Τ0Α算法或信號(hào)到達(dá)時(shí)間差TD0A算法對(duì)多個(gè)所述高頻信號(hào)進(jìn)行定位計(jì)算，獲得所述用戶終端當(dāng)前位置的經(jīng)度、緯度和高度。
[0023]優(yōu)選地，還包括:利用氣壓高度計(jì)或地磁測(cè)高法對(duì)所述用戶終端當(dāng)前位置的高度進(jìn)行測(cè)量，得到第二高度；
[0024]用所述第二高度替換所述高度，將所述第二高度確定為所述用戶終端當(dāng)前位置的標(biāo)準(zhǔn)高度。
[0025]一種陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)，包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，其中每個(gè)所述基站包括:信號(hào)延遲確定單元，用于計(jì)算本基站和與本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲；
[0026]數(shù)字中頻信號(hào)生成單元，用于根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；
[0027]數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)所述數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得模擬中頻信號(hào)；
[0028]混頻單元，用于將所述模擬中頻信號(hào)與高頻本振信號(hào)相乘，獲得一個(gè)與所述衛(wèi)星的信號(hào)頻點(diǎn)相同的高頻信號(hào)；
[0029]信號(hào)發(fā)送單元，用于發(fā)射所述高頻信號(hào)；
[0030]其中所述用戶終端包括:信號(hào)接收單元，用于接收所述高頻信號(hào)并將其下變頻至可處理的中頻信號(hào)；
[0031]信號(hào)處理單元，用于將所述中頻信號(hào)中有用信息提取，進(jìn)行定位解算。
[0032]優(yōu)選地，每個(gè)所述基站還包括:信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)整所述高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0033]從上述的技術(shù)方案可以看出，本申請(qǐng)公開(kāi)的陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法，每個(gè)基站首先確定出與本基站對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星到達(dá)本基站的信號(hào)延遲，進(jìn)而根據(jù)該信號(hào)延遲模擬出衛(wèi)星到達(dá)本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換以及混頻處理后發(fā)射出去，供用戶終端進(jìn)行定位解算。本申請(qǐng)通過(guò)將基站發(fā)射的信號(hào)延遲到衛(wèi)星高度，再將延遲后的信號(hào)發(fā)送給用戶終端，這樣終端接收到的信號(hào)類(lèi)似于衛(wèi)星高度發(fā)射的信號(hào)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于基站和用戶之間的傳播延遲非常小和基站幾何分布不合理，不利于高精度的定位的問(wèn)題。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。[0035]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法流程圖；
[0036]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的又一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法流程圖；
[0037]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的一種陸基導(dǎo)航定位方法流程圖；
[0038]圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的Τ0Α定位方法原理圖；
[0039]圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的一種陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0040]圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的基站結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的用戶終端結(jié)構(gòu)圖；
[0042]圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的另一種基站結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0044]實(shí)施例1
[0045]參見(jiàn)圖1，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法流程圖。
[0046]本實(shí)施例公開(kāi)的陸基導(dǎo)航定位方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，該陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)至少包括四個(gè)與用戶終端進(jìn)行通訊的基站。其中每一個(gè)基站都執(zhí)行如下步驟，如圖1所示:
[0047]步驟101:確定本基站和與本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的彳目號(hào)延遲；
[0048]具體地，基站的位置我們可以預(yù)先選定。然后，我們可以指定某一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的幾顆衛(wèi)星為本實(shí)施例中與基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星。需要說(shuō)明的是，這里我們所說(shuō)的與本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星并不是真實(shí)存在的，其是虛擬的一顆或多顆衛(wèi)星。我們可以把虛擬衛(wèi)星看成高度與指定的真實(shí)衛(wèi)星相同，信號(hào)體制完全相同的一顆或多顆虛擬衛(wèi)星。我們將基站發(fā)射的定位信號(hào)延遲到虛擬衛(wèi)星高度，然后發(fā)射這個(gè)延遲后的定位信號(hào)。這就好比將基站延伸到虛擬衛(wèi)星高度，也就是導(dǎo)航衛(wèi)星高度?；九c虛擬衛(wèi)星的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是一對(duì)一或者一對(duì)多的形式，一對(duì)多的情況，每顆虛擬衛(wèi)星與基站的對(duì)應(yīng)關(guān)系參照一對(duì)一的情況即可。一對(duì)多的情況只是給基站提供了多個(gè)不同的選擇，即可以將定位信號(hào)延遲到不同的高度。
[0049]由于虛擬衛(wèi)星位置和真實(shí)的導(dǎo)航衛(wèi)星的高度相同，二者的信號(hào)體制和電文格式也與現(xiàn)有的導(dǎo)航衛(wèi)星(如GPS衛(wèi)星)相同，因此可以根據(jù)設(shè)定的衛(wèi)星軌道參數(shù)，來(lái)計(jì)算出衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)本基站時(shí)的信號(hào)延遲。
[0050]步驟102:根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；
[0051]具體地，衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)本基站時(shí)會(huì)存在一個(gè)信號(hào)延遲，基站可以根據(jù)這個(gè)信號(hào)延遲，模擬出衛(wèi)星到達(dá)本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)。
[0052]步驟103:對(duì)所述數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得模擬中頻信號(hào)；
[0053]具體地，數(shù)字信號(hào)是無(wú)法傳播的，我們需要將數(shù)字中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號(hào)，只有模擬信號(hào)才能在空中傳播。
[0054]步驟104:對(duì)所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理，獲得一個(gè)帶有模擬中頻信號(hào)信息的高頻信號(hào)；[0055]具體地，對(duì)于混頻處理過(guò)程，我們可以將模擬中頻信號(hào)與一個(gè)高頻本振信號(hào)相乘，從而獲得一個(gè)攜帶有模擬中頻信號(hào)信息的高頻信號(hào)。具體地，選用哪種高頻本振信號(hào)，需要根據(jù)我們指定的導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)頻點(diǎn)來(lái)確定。舉例來(lái)說(shuō)，我們選用的是GPS衛(wèi)星，由于其信號(hào)頻點(diǎn)為1575.42MHz,因此對(duì)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理后，我們需要獲得的高頻信號(hào)的頻點(diǎn)也必須是1575.42MHz。因?yàn)橹挥蟹线@個(gè)信號(hào)頻點(diǎn)的信號(hào)才能夠被對(duì)應(yīng)的接收終端所識(shí)別。也就是說(shuō)，混頻處理的過(guò)程，其實(shí)質(zhì)就是一個(gè)匹配的過(guò)程。
[0056]步驟105:發(fā)射所述高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)用于供用戶終端進(jìn)行定位解算。
[0057]具體地，每個(gè)基站發(fā)射高頻信號(hào)時(shí)，必須做到時(shí)間同步?；局g可以通過(guò)以太網(wǎng)、光纖、WIFI等各種有線或無(wú)線信號(hào)傳輸方式形成測(cè)控鏈路，完成基站之間的時(shí)間同步、以及信號(hào)開(kāi)關(guān)、功率調(diào)整、頻率調(diào)整等各項(xiàng)控制操作。
[0058]本實(shí)施例中，每個(gè)基站首先確定出與本基站對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星到達(dá)本基站的信號(hào)延遲，進(jìn)而根據(jù)該信號(hào)延遲模擬出衛(wèi)星到達(dá)本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換以及混頻處理后發(fā)射出去，供用戶終端進(jìn)行定位解算。通過(guò)將基站發(fā)射的信號(hào)延遲到衛(wèi)星高度，再將延遲后的信號(hào)發(fā)送給用戶終端，這樣終端接收到的信號(hào)類(lèi)似于衛(wèi)星高度發(fā)射的信號(hào)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于基站和用戶之間的傳播延遲非常小和基站幾何分布不合理，造成的不利于高精度定位的問(wèn)題。
[0059]并且，針對(duì)室內(nèi)或其它導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)覆蓋不到的地方通過(guò)架設(shè)四臺(tái)或四臺(tái)以上的信號(hào)基站，將每臺(tái)基站對(duì)外發(fā)射的信號(hào)延遲至導(dǎo)航衛(wèi)星位置附近，也就是人為制造出若干虛擬導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，用戶終端可以使用普通的商用導(dǎo)航衛(wèi)星接收機(jī)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外精確定位。同時(shí)由于生成的定位信號(hào)與室外導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)體制相同，因此可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外定位信號(hào)互不干擾接收，無(wú)縫定位。
[0060]需要說(shuō)明的是，在步驟101中，我們指定某一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的幾顆衛(wèi)星為本實(shí)施例中與基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星，這里衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以選用常見(jiàn)的GPS衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、GLONASS衛(wèi)星或伽利略衛(wèi)星等現(xiàn)有的導(dǎo)航衛(wèi)星。對(duì)應(yīng)的我們生成的定位信號(hào)也必須調(diào)制到與選用的衛(wèi)星相同的信號(hào)頻點(diǎn)。通過(guò)合理的調(diào)整虛擬衛(wèi)星的軌道參數(shù)，可以降低定位誤差。除此之外，我們還可以自己定義一套專(zhuān)有系統(tǒng)，其調(diào)制方式、擴(kuò)頻碼、電文結(jié)構(gòu)和頻點(diǎn)都是可以調(diào)整的。對(duì)應(yīng)于這套系統(tǒng)，我們也必須選用配套的終端來(lái)接收定位信號(hào)并進(jìn)行定位解笪
[0061]實(shí)施例2
[0062]參見(jiàn)圖2，圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的又一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法流程圖。
[0063]如圖2所示，本實(shí)施例的步驟201、202、203、204、206與上一實(shí)施例的步驟101-105分別相同，本實(shí)施例在上一實(shí)施例的步驟104和步驟105之間，增加了步驟205:調(diào)整所述
高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
[0064]具體地，調(diào)整高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，可以使得定位信號(hào)的覆蓋面積更加廣闊，更多的用戶可以接收到該定位信號(hào)并進(jìn)行定位解算。
[0065]實(shí)施例3
[0066]上述確定本基站與對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲過(guò)程和模擬生成數(shù)字中頻信號(hào)的過(guò)程具體如下:[0067]首先，我們已知發(fā)射基站的三維坐標(biāo)和衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，其中衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)是一組參數(shù)，可以固定寫(xiě)在信號(hào)發(fā)射機(jī)的程序中，或通過(guò)其它方式(有線連接、無(wú)線連接)導(dǎo)入信號(hào)發(fā)射機(jī)。我們可以通過(guò)一定算法，根據(jù)衛(wèi)星星歷計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻下衛(wèi)星所處的三維坐標(biāo)。
[0068]通過(guò)基站的三維坐標(biāo)和當(dāng)前時(shí)刻下衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，可以獲得當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)基站之間的直線距離，即信號(hào)傳播延遲，進(jìn)而獲得當(dāng)前時(shí)刻衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)基站時(shí)刻的載波相位、偽隨機(jī)碼相位信息。以正弦信號(hào)為例:這些信息可以理解為信號(hào)的初始值，比如正弦信號(hào)開(kāi)始從哪個(gè)相位值開(kāi)始傳播。
[0069]由于衛(wèi)星是運(yùn)動(dòng)的，不同的時(shí)間點(diǎn)衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)發(fā)射基站之間的距離是不相同的。設(shè)定時(shí)間間隔為t (t是人為攝動(dòng)的，可以是4ms、5ms等)，可以每隔時(shí)間間隔t確定一次衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)基站的信號(hào)延遲，根據(jù)連續(xù)的兩個(gè)信號(hào)延遲即可確定一個(gè)相對(duì)速度值，該相對(duì)速度值是衛(wèi)星相對(duì)于基站的速度。以正弦信號(hào)為例:這個(gè)相對(duì)速度可以理解為正弦信號(hào)在時(shí)間間隔t內(nèi)的頻率變化，通過(guò)連續(xù)的計(jì)算衛(wèi)星與用戶的相對(duì)速度即可實(shí)時(shí)的產(chǎn)生一個(gè)帶有頻率變化的數(shù)字中頻信號(hào)。
[0070]實(shí)施例4
[0071]本實(shí)施例公開(kāi)了一種陸基導(dǎo)航定位方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站。以下是站在用戶終端的角度來(lái)敘述該定位方法的。
[0072]參見(jiàn)圖3，圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的一種陸基導(dǎo)航定位方法流程圖。
[0073]如圖3所示，該方法包括:
[0074]步驟301:接收各個(gè)基站發(fā)送的高頻信號(hào)；
[0075]具體地，這里接收的高頻信號(hào)為上述實(shí)施例中基站最終發(fā)射的定位信號(hào)即高頻信號(hào)。
[0076]步驟302:對(duì)接收到的多個(gè)高頻信號(hào)進(jìn)行下變頻、信號(hào)處理、定位解算，獲得用戶終端當(dāng)前的位置參數(shù)。
[0077]本實(shí)施例中，用戶終端使用普通的商用衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)即可接收該定位信號(hào)。并且，終端接收到該定位信號(hào)，測(cè)量出的用戶終端到衛(wèi)星的距離由兩部分組成:虛擬導(dǎo)航衛(wèi)星到基站之間的距離和基站到用戶終端的距離。因此，解決了基站到用戶終端的距離太短，信號(hào)延遲太小，而造成的定位精度不高問(wèn)題。而且，可以實(shí)現(xiàn)商用導(dǎo)航接收機(jī)在室內(nèi)外無(wú)縫導(dǎo)航定位。
[0078]需要說(shuō)明的是，在進(jìn)行定位計(jì)算時(shí)，我們可以選用信號(hào)到達(dá)時(shí)間TOA (Time OfArrive)算法或者選用信號(hào)到達(dá)時(shí)間差TDOA (Time Difference Of Arrive)算法。TOA和TDOA都是基于信號(hào)傳播時(shí)間的定位方法。下面我們對(duì)Τ0Α算法做詳細(xì)解釋?zhuān)员阕x者更加深入的了解技術(shù)方案。
[0079]所謂Τ0Α定位就是測(cè)量出四個(gè)(或四個(gè)以上)基站與用戶終端之間的信號(hào)傳播時(shí)間，從而得到四個(gè)(或四個(gè)以上)基站到達(dá)用戶終端的估計(jì)值，以基站為圓心，到用戶終端的距離為半徑畫(huà)圓，多個(gè)圓的交點(diǎn)就是用戶終端的估計(jì)位置。其定位原理如圖4所示，圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)的Τ0Α定位方法原理圖。
[0080]其中，B1、B2、B3代表基站，MS代表用戶終端，P 1、P 2、P 3分別表示基站B1、B2、
B3到用戶終端MS的距離。三臺(tái)基站B1、B2、B3同時(shí)發(fā)送信號(hào)，由于信號(hào)到達(dá)MS處的傳播距離不同，MS處接收到的三臺(tái)基站B1、B2、B3發(fā)射的信號(hào)其相位也各不相同，MS通過(guò)測(cè)量三個(gè)不同的相位即可得出B1、B2、B3到達(dá)MS處的距離。由于B1、B2、B3的坐標(biāo)已知，因此MS的位置也可以確定下來(lái)。建立以下方程，實(shí)現(xiàn)定位:
【權(quán)利要求】
1.一種陸基導(dǎo)航定位信號(hào)的提供方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，其特征在于，每個(gè)所述基站執(zhí)行以下步驟:確定本基站和與所述本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲；根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；對(duì)所述數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得模擬中頻信號(hào)；對(duì)所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理，獲得一個(gè)帶有模擬中頻信號(hào)信息的高頻信號(hào)；發(fā)射所述高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)用于供用戶終端進(jìn)行定位解算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述發(fā)射所述高頻信號(hào)之前還包括:調(diào)整所述高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行混頻處理為:將所述模擬中頻信號(hào)與高頻本振信號(hào)相乘，得到一個(gè)與所述衛(wèi)星的信號(hào)頻點(diǎn)相同的高頻信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述確定本基站和與所述本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲具體為:確定所述本基站的三維坐標(biāo)，以及根據(jù)所述衛(wèi)星星歷確定某一時(shí)刻所述衛(wèi)星的三維坐標(biāo)；根據(jù)所述本基站的三維坐標(biāo)和所述衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，確定某一時(shí)刻所述衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)到達(dá)所述本基站的信號(hào)延遲。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)具體為:設(shè)定時(shí)間間隔t，每隔一個(gè)所述時(shí)間間隔t確定一個(gè)所述信號(hào)延遲，根據(jù)兩個(gè)連續(xù)的所述信號(hào)延遲確定一個(gè)相對(duì)速度，所述相對(duì)速度為所述衛(wèi)星相對(duì)于所述本基站的速度；根據(jù)每個(gè)所述相對(duì)速度，實(shí)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字中頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述衛(wèi)星為:GPS衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星、GLONASS衛(wèi)星或伽利略衛(wèi)星。
7.一種陸基導(dǎo)航定位方法，應(yīng)用于陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，其特征在于，包括:接收各個(gè)基站發(fā)送的高頻信號(hào)，所述高頻信號(hào)為權(quán)利要求1-X中任意一項(xiàng)所述的高頻信號(hào);利用信號(hào)到達(dá)時(shí)間TOA算法或信號(hào)到達(dá)時(shí)間差TDOA算法對(duì)多個(gè)所述高頻信號(hào)進(jìn)行定位計(jì)算，獲得所述用戶終端當(dāng)前位置的經(jīng)度、緯度和高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括:利用氣壓高度計(jì)或地磁測(cè)高法對(duì)所述用戶終端當(dāng)前位置的高度進(jìn)行測(cè)量，得到第二高度；用所述第二高度替換所述高度，將所述第二高度確定為所述用戶終端當(dāng)前位置的標(biāo)準(zhǔn)高度。
9.一種陸基導(dǎo)航定位系統(tǒng)，包括至少四個(gè)與用戶終端通信的基站，其特征在于，其中每個(gè)所述基站包括:信號(hào)延遲確定單元，用于計(jì)算本基站和與本基站相對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星之間的信號(hào)延遲；數(shù)字中頻信號(hào)生成單元，用于根據(jù)所述信號(hào)延遲，模擬所述衛(wèi)星到達(dá)所述本基站時(shí)的數(shù)字中頻信號(hào)；數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)所述數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，獲得模擬中頻信號(hào)；混頻單元，用于將所述模擬中頻信號(hào)與高頻本振信號(hào)相乘，獲得一個(gè)與所述衛(wèi)星的信號(hào)頻點(diǎn)相同的高頻信號(hào)；信號(hào)發(fā)送單元，用于發(fā)射所述高頻信號(hào)；其中所述用戶終端包括:信號(hào)接收單元，用于接收所述高頻信號(hào)并將其下變頻至可處理的中頻信號(hào)；信號(hào)處理單元，用于將所述中頻信號(hào)中有用信息提取，進(jìn)行定位解算。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)所述基站還包括:信號(hào)強(qiáng)度調(diào)節(jié)單元，用 于調(diào)整所述高頻信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。
【文檔編號(hào)】H04B1/7183GK103686996SQ201310612552
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】陳輝, 紀(jì)元法, 孫希延 申請(qǐng)人:陳輝, 紀(jì)元法