一种基于伪卫星的室内定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种基于伪卫星的室内定位系统，其在室内布设3个或3个以上的伪卫星基站，在伪卫星基站配备气压测高传感器，伪卫星的三维位置事先采用高精度GNSS接收机精确测得，这些信息按照一定的格式进行编码，生成导航电文。伪随机码与导航电文先采用扩频调制，然后再进行载波调制后再上变频经天线发射出去。伪卫星基站配备有气压测高传感器，伪卫星基站发射类似GNSS卫星导航信号。用户端也同样配备温度和气压传感器，用户接收机接收伪卫星基站发出的信号，经捕获、跟踪、电文解调和距离提取，并联合气压测高信息，利用高度约束方法实现用户三维定位。与传统的伪卫星定位方法相比，本方法实现简单，而且定位精度高。
【专利说明】一种基于伪卫星的室内定位系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及导航定位领域，具体涉及一种基于伪卫星的室内定位系统。
【背景技术】
[0002]由于卫星导航系统本身的一些先天性因素制约，造成了某些难以克服的弱点。比如卫星导航信号很弱，当信号经过墙壁或者其他障碍物的遮挡时，信号就更加微弱了，接收机就很难容易收到卫星信号，即接收机就不能完成用户定位了。而伪卫星以其信号强、可以随意布设等特点，可以广泛应用于室内、隧道、地下停车场等场合。但是，当伪卫星应用于室内、隧道、地下停车场等场合时，由于伪卫星站的布局受空间的限制，特别是高度方向，其几何精度因子很差，造成定位警察差，特别是高度方向定位精度更差。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于伪卫星的室内定位系统，其具有实现简单和定位精度高的特点。
[0004]为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种基于伪卫星的室内定位系统，主要由设置在用户活动范围内3个或3个以上的伪卫星基站和用户终端的接收机组成。其中
[0006]每个伪卫星基站包括基站温度和气压传感器模块、电文编码模块、伪码生成模块、扩频调制模块、载波调制模块、上变频模块和发射天线；
[0007]基站温度和气压传感器模块，将采集到的伪卫星基站处的温度和气压信息送入电文编码模块；
[0008]电文编码模块，将所测得的该伪卫星基站的温度和气压信息与事先已测得的该伪卫星基站的三维位置信息编码为电文，并送入扩频调制模块中；
[0009]伪码生成模块，生成伪码，并送入扩频调制模块中；
[0010]扩频调制模块，将电文先与伪码进行扩频调制后，送入载波调制模块；
[0011]载波调制模块，对送入的信号进行载波调制生成基带信号；
[0012]上变频模块，将载波调制模块输出的基带信号上变频为射频信号，并送入发射天线.-^4 ，
[0013]发射天线，将射频信号发射出去；
[0014]用户终端的接收机包括接收天线、下变频模块、信号捕获模块、信号跟踪模块、电文解码模块、终端温度和气压传感器模块、测距模块和用户定位模块；
[0015]接收天线，接收3个或3个以上的伪卫星基站发送来的信号；
[0016]下变频模块，对接收天线接收到的信号进行下变频为基带信号；
[0017]信号捕获模块，对下变频模块送入的基带信号进行信号捕获；
[0018]信号跟踪模块，对信号捕获模块捕获到的信号进行跟踪；
[0019]电文解码模块，对信号跟踪模块跟踪到的信号进行电文解调，以获得伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息；
[0020]终端温度和气压传感器模块，采集用户测点处的温度和气压信息；
[0021]测距模块，根据端温度和气压传感器模块所得用户测点处的温度和气压信息，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息，计算用户测点的高程;
[0022]用户定位模块，根据测距模块所计算出的用户测点的高程，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的三维位置，完成用户的定位解算。
[0023]作为改进，所述用户终端的接收机还进一步包括定位显示模块，该定位显示模块与用户定位模块相连，用于将用户定位模块所解算出的用户的三维信息进行显示。
[0024]本实用新型根据室内用户的活动范围，室内布设3个或3个以上的伪卫星基站，伪卫星基站是在现有卫星基站的基础上配备气压测高传感器。伪卫星对信号处理的方法与传统卫星基站大体相同，即三维位置事先采用高精度GNSS接收机精确测得，这些信息与气压测高传感器所得温度和气压信息按照一定的格式进行编码，生成导航电文，伪随机码与导航电文先采用扩频调制，然后再进行载波调制后再上变频经天线发射出去，伪卫星基站发射类似GNSS卫星导航信号。用户端是在现有用户接收机的基础上配备温度和气压传感器，用户端与现有用户接收机的信号处理方式相同，即接收伪卫星基站发出的信号，经捕获、跟踪、电文解调和距离提取，并联合气压测高信息，利用高度约束方法实现用户三维定位。与传统的伪卫星定位方法相比，本方法实现简单，而且定位精度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是基于伪卫星的室内定位结构框图。
【具体实施方式】
[0026]一种基于伪卫星的室内定位系统，如图1所示，其主要由设置在用户活动范围内3个或3个以上的伪卫星基站和用户终端的接收机组成。
[0027]每个伪卫星基站包括基站温度和气压传感器模块、电文编码模块、伪码生成模块、扩频调制模块、载波调制模块、上变频模块和发射天线。基站温度和气压传感器模块，将采集到的伪卫星基站处的温度和气压信息送入电文编码模块。电文编码模块，将所测得的该伪卫星基站的温度和气压信息与事先已测得的该伪卫星基站的三维位置信息编码为电文，并送入扩频调制模块中。伪码生成模块，生成伪码，并送入扩频调制模块中。扩频调制模块，将电文先与伪码进行扩频调制后，送入载波调制模块。载波调制模块，对送入的信号进行载波调制生成基带信号。上变频模块，将载波调制模块输出的基带信号上变频为射频信号，并送入发射天线。发射天线，将射频信号发射出去。
[0028]用户终端的接收机包括接收天线、下变频模块、信号捕获模块、信号跟踪模块、电文解码模块、终端温度和气压传感器模块、测距模块、用户定位模块和定位显示模块。接收天线，接收3个或3个以上的伪卫星基站发送来的信号。下变频模块，对接收天线接收到的信号进行下变频为基带信号。信号捕获模块，对下变频模块送入的基带信号进行信号捕获。信号跟踪模块，对信号捕获模块捕获到的信号进行跟踪。电文解码模块，对信号跟踪模块跟踪到的信号进行电文解调，以获得伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息。终端温度和气压传感器模块，采集用户测点处的温度和气压信息。测距模块，根据端温度和气压传感器模块所得用户测点处的温度和气压信息，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息，计算用户测点的高程。用户定位模块，根据测距模块所计算出的用户测点的高程，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的三维位置，完成用户的定位解算。定位显示模块，将用户定位模块所解算出的用户的三维信息进行显示。
[0029]根据室内的服务范围，在室内布设3个或3个以上的伪卫星基站；其中一个伪卫星基站配备气象站，并把基站的高度和气压信息按照一定格式编码，编码后的电文与伪卫星基站产生的伪随机码先扩频调制后再BPSK载波调制，信号经上变频通过天线发射出去。用户接收机接收该信号，同时用户接收机也配备温度和压力传感器，用户终端的接收机通过对接收信号捕获、跟踪、解调和距离提取，当用户的接收机同时收到3个或3个以上伪卫星信号，并联合气压测高信息，就能实时得到用户的三维位置信息，以实现用户的高精度定位。
【权利要求】
1.一种基于伪卫星的室内定位系统，其特征是，主要由设置在用户活动范围内3个或3个以上的伪卫星基站和用户终端的接收机组成； 每个伪卫星基站包括基站温度和气压传感器模块、电文编码模块、伪码生成模块、扩频调制模块、载波调制模块、上变频模块和发射天线； 基站温度和气压传感器模块，将采集到的伪卫星基站处的温度和气压信息送入电文编码模块； 电文编码模块，将所测得的该伪卫星基站的温度和气压信息与事先已测得的该伪卫星基站的三维位置信息编码为电文，并送入扩频调制模块中； 伪码生成模块，生成伪码，并送入扩频调制模块中； 扩频调制模块，将电文先与伪码进行扩频调制后，送入载波调制模块； 载波调制模块，对送入的信号进行载波调制生成基带信号； 上变频模块，将载波调制模块输出的基带信号上变频为射频信号，并送入发射天线； 发射天线，将射频信号发射出去； 用户终端的接收机包括接收天线、下变频模块、信号捕获模块、信号跟踪模块、电文解码模块、终端温度和气压传感器模块、测距模块和用户定位模块； 接收天线，接收3个或3个以上的伪卫星基站发送来的信号； 下变频模块，对接收天线接收到的信号进行下变频为基带信号； 信号捕获模块，对下变频模块送入的基带信号进行信号捕获； 信号跟踪模块，对信号捕获模块捕获到的信号进行跟踪； 电文解码模块，对信号跟踪模块跟踪到的信号进行电文解调，以获得伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息； 终端温度和气压传感器模块，采集用户测点处的温度和气压信息； 测距模块，根据端温度和气压传感器模块所得用户测点处的温度和气压信息，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的温度、气压和三维位置信息，计算用户测点的高程； 用户定位模块，根据测距模块所计算出的用户测点的高程，及电文解码模块解调出的各伪卫星基站的三维位置，完成用户的定位解算。
2.根据权利要求1所述的基于伪卫星的室内定位系统，其特征是，所述用户终端的接收机还进一步包括定位显示模块，该定位显示模块与用户定位模块相连，用于将用户定位模块所解算出的用户的三维信息进行显示。
【文档编号】G01S5/02GK203930046SQ201420348340
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】孙希刚, 纪元法, 孙希延, 邓洪高, 符强, 严素清, 吴孙勇, 王守华, 肖建明, 廖桂生 申请人:桂林电子科技大学