基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及伪卫星定位领域，特别是一种地基伪卫星网络在连续信号体制下的高 精度定位方法。
【背景技术】
[0002] 目前，导航定位的需求越来越迫切，人们希望能够在野外、山地、城市等室外条件 知道自身所在的位置，并且能够快速的到达目的地。
[0003] 以北斗和GPS为代表的卫星导航系统应用越来越广泛，并且已经成为智能手机、 车载导航仪等必不可少的功能。然而，卫星导航信号因建筑物的遮挡效应，无法穿透建筑物 墙壁，或在山地等区域受地形遮挡，从而使卫星导航接收机失去定位功能。伪卫星系统是一 种通过发射类似卫星导航信号的设备，可实现遮蔽环境下的独立定位，然而伪卫星具有较 强的远近效应，对测距带来较大影响，在部分区域无法实现高精度定位。
[0004] 基于上述原因，需要一种改善地基伪卫星网络定位性能的接收机算法，可在连续 地基伪卫星信号体制下，实现高精度定位。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位 方法，改善地基伪卫星网络定位性能，可在连续地基伪卫星信号体制下，实现高精度定位。
[0006] 为了达到上述目的，基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法， 包括以下步骤：
[0007] (1)由分散在不同地点的位置固定的地基伪卫星发射机发送同频点连续的伪卫星 信号；
[0008] (2)地基伪卫星接收机接收全部伪卫星信号并对接收到的伪卫星信号进行接收功 率的估计；
[0009] (3)地基伪卫星接收机计算接收到的伪卫星信号间的接收功率最大比值，判断接 收功率最大比值是否大于接收机预设门限，若大于则选择采用反馈串行干扰抵消算法得到 地基伪卫星发射机和接收机之间的测距值，否则基于直接测距算法得到地基伪卫星发射机 和接收机之间的测距值；
[0010] (4)基于测距值定位解算出地基伪卫星接收机天线坐标，该坐标作为地基伪卫星 接收机的位置坐标。
[0011] 其中，步骤（3)中反馈串行干扰抵消算法具体为：
[0012] (301)接收机根据接收到的伪卫星信号的接收功率从大到小对伪卫星信号进行排 序分级；
[0013] (302)接收机对接收功率最大的伪卫星信号进行参数估计，参数包括接收功率、码 相位和载波相位；
[0014] (303)接收机基于参数估计得到的当前伪卫星信号的参数估计值在基带重构当前 伪卫星信号得到当前伪卫星信号的重构伪卫星信号，将用于当前伪卫星信号参数估计的输 入信号与当前伪卫星信号的重构伪卫星信号求差得到当前伪卫星信号的差值信号；
[0015] (304)基于当前伪卫星信号的差值信号对后一级伪卫星信号进行参数估计，接收 机基于参数估计得到的后一级伪卫星信号的参数估计值在基带重构后一级伪卫星信号得 到后一级伪卫星信号的重构伪卫星信号；
[0016] (305)接收机将后一级伪卫星信号的参数估计值与当前伪卫星信号的参数估计值 进行计算并判决是否高于接收机预定门限，若高于门限则将后一级伪卫星信号的重构伪卫 星信号反馈至用于当前伪卫星信号参数估计的输入信号并与其求差得到当前伪卫星信号 的校正信号，基于校正信号对当前伪卫星信号的参数重新进行参数估计得到新的参数估 计值，将后一级伪卫星信号更新为当前伪卫星信号，重复步骤（303)至步骤（305)直至接 收功率最小的前一级伪卫星信号；否则不进行反馈，将后一级伪卫星信号更新为当前伪卫 星信号，将用于当前伪卫星信号参数估计的输入信号与当前伪卫星信号的重构伪卫星信号 求差得到当前伪卫星信号的差值信号，重复步骤（304)和步骤（305)直至接收功率最小的 前一级伪卫星信号；
[0017] (306)接收机对接收功率最小的伪卫星信号进行参数估计；
[0018] (307)将接收功率最大的伪卫星信号作为当前伪卫星信号，重复步骤（303)至步 骤（306)直至接收机预设时延；
[0019] (308)将各伪卫星信号的最终参数估计值输出，基于各伪卫星信号最终参数估计 值得到各伪卫星信号的测距值。
[0020] 其中，步骤（305)接收机将后一级伪卫星信号的参数估计值与当前伪卫星信号的 参数估计值进行计算并判决具体为：接收机将后一级伪卫星信号的接收功率估计值与当前 伪卫星信号的接收功率估计值的比值与这两个伪卫星信号间载波相位估计值的差对应的 余弦值相乘，判断乘积是否高于接收机预定门限：
[0021]
【主权项】
1. 基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法，其特征在于，包括如下 步骤： (1) 由分散在不同地点的位置固定的地基伪卫星发射机发送同频点连续的伪卫星信 号； (2) 地基伪卫星接收机接收全部伪卫星信号并对接收到的伪卫星信号进行接收功率的 估计； (3) 地基伪卫星接收机计算接收到的伪卫星信号间的接收功率最大比值，判断接收功 率最大比值是否大于接收机预设门限，若大于则选择采用反馈串行干扰抵消算法得到地基 伪卫星发射机和接收机之间的测距值，否则基于直接测距算法得到地基伪卫星发射机和接 收机之间的测距值； (4) 基于测距值定位解算出地基伪卫星接收机天线坐标，该坐标作为地基伪卫星接收 机的位置坐标。
2. 根据权利要求1所述的基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法， 其特征在于：所述步骤（3)中反馈串行干扰抵消算法具体为： (301) 接收机根据接收到的伪卫星信号的接收功率从大到小对伪卫星信号进行排序分 级； (302) 接收机对接收功率最大的伪卫星信号进行参数估计，参数包括接收功率、码相位 和载波相位； (303) 接收机基于参数估计得到的当前伪卫星信号的参数估计值在基带重构当前伪卫 星信号得到当前伪卫星信号的重构伪卫星信号，将用于当前伪卫星信号参数估计的输入信 号与当前伪卫星信号的重构伪卫星信号求差得到当前伪卫星信号的差值信号； (304) 基于当前伪卫星信号的差值信号对后一级伪卫星信号进行参数估计，接收机基 于参数估计得到的后一级伪卫星信号的参数估计值在基带重构后一级伪卫星信号得到后 一级伪卫星信号的重构伪卫星信号； (305) 接收机将后一级伪卫星信号的参数估计值与当前伪卫星信号的参数估计值进行 计算并判决是否高于接收机预定门限，若高于门限则将后一级伪卫星信号的重构伪卫星信 号反馈至用于当前伪卫星信号参数估计的输入信号并与其求差得到当前伪卫星信号的校 正信号，基于校正信号对当前伪卫星信号的参数重新进行参数估计得到新的参数估计值， 将后一级伪卫星信号更新为当前伪卫星信号，重复步骤（303)至步骤（305)直至接收功率 最小的前一级伪卫星信号；否则不进行反馈，将后一级伪卫星信号更新为当前伪卫星信号， 将用于当前伪卫星信号参数估计的输入信号与当前伪卫星信号的重构伪卫星信号求差得 到当前伪卫星信号的差值信号，重复步骤（304)和步骤（305)直至接收功率最小的前一级 伪卫星信号； (306) 接收机对接收功率最小的伪卫星信号进行参数估计； (307) 将接收功率最大的伪卫星信号作为当前伪卫星信号，重复步骤（303)至步骤 (306)直至接收机预设时延； (308) 将各伪卫星信号的最终参数估计值输出，基于各伪卫星信号最终参数估计值得 到各伪卫星信号的测距值。
3. 根据权利要求2所述的基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法， 其特征在于：所述步骤（305)接收机将后一级伪卫星信号的参数估计值与当前伪卫星信号 的参数估计值进行计算并判决具体为：接收机将后一级伪卫星信号的接收功率估计值与当 前伪卫星信号的接收功率估计值的比值与这两个伪卫星信号间载波相位估计值的差对应 的余弦值相乘，判断乘积是否高于接收机预定门限：
其中，A为后一级伪卫星信号的接收功率估计值，为当前伪卫星信号的接收功率 估计值，€为后一级伪卫星信号的载波相位估计值，为当前伪卫星信号的载波相位估 计值，nSK为接收机预定门限。
【专利摘要】本发明公开了基于反馈串行干扰抵消算法的地基伪卫星接收机定位方法，涉及卫星定位领域。本发明方法包括：一、固定在不同区域的多个伪卫星发射机发射同频点时间连续的伪卫星信号；二、接收机完成对接收到的伪卫星信号接收功率的估计；三、接收机计算接收到的伪卫星信号间的接收功率最大比值，将比值与接收机预设门限比较来判别采用区域串行干扰抵消算法或直接测距算法进行定位解算；四、接收机定位解算出接收机天线坐标，作为北斗/GPS导航接收机的位置。本发明能够在连续地基伪卫星信号体制下，实现高精度定位；本发明针对地基伪卫星远近效应选择性采用串行干扰抵消的方法，将伪卫星服务区域进行区域划分，降低了接收机运算负荷。
【IPC分类】G01S19-42
【公开号】CN104808229
【申请号】CN201510220707
【发明人】何成龙, 蔚保国, 王垚, 邓志鑫, 晁磊
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月4日