一种导航增强方法及系统与流程

1.本发明涉及导航技术领域，还涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种导航增强方法及系统。


背景技术：

2.随着自动驾驶、移动互联网、无人机物流配送等领域的蓬勃发展，用户对精确导航提出了新的要求：厘米级的定位精度和纳秒级的授时精度。为了提升位置和时间精度，需要导航增强方法辅助。现有技术中，常见的导航增强方法包括地球同步轨道星基增强方法和地基增强方法。其中，地球同步轨道星基增强方法，由于全球导航卫星处于中高轨道，短时间内在空间几何结构型上变化不明显，若用户需要实现厘米级定位精度，至少需要30分钟左右的收敛时间，并且采用同步轨道卫星只能够覆盖南北纬70
°
以下区域，无法覆盖高纬区域，此外，为了实现地球同步轨道卫星对导航增强信息的转发需要大量投入资金建设大口径天线地球站；地基增强方法只能够覆盖陆地区域，若要扩大覆盖范围，必须建设大量的基准监测站和保证地面蜂窝网络支持，并且，使用时，用户需要通过移动蜂窝网络向地基增强运营中心发出请求，一旦请求量过多，网络将会拥挤甚至瘫痪，造成服务中断。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种导航增强方法及系统，解决现有技术中地球同步轨道星基增强方法无法覆盖南北纬70
°
以上区域，地基增强方法只能覆盖陆地，无法实现全球覆盖，且上述两种方法建设费用高昂的问题。
4.针对现有技术局限，本发明提供一种导航增强方法，所述导航增强方法包括：
5.监测并保存原始导航增强数据；
6.处理所述导航增强数据得到第一导航增强信息并输出；
7.接收所述第一导航增强信息，通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息；
8.接收全球卫星导航信号，并根据所述第一导航增强信息和所述全球卫星导航信号得到第二导航增强信息；
9.调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息。
10.优选地，接收所述第一导航增强信息，通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息的步骤包括：
11.接收所述第一导航增强信息；
12.按照数据格式编排所述第一导航增强信息；
13.通过终端的上行通信链路将所述第一导航信息注入低轨卫星；
14.基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息。
15.进一步地，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增
强信息之前，所述导航增强方法还包括：
16.在同一轨道面内的低轨卫星间建立同轨星间链路；
17.在不同轨道面内的低轨卫星间建立异轨星间链路。
18.优选地，调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息的步骤包括：
19.读取接口控制指令，根据所述控制指令对所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息进行电文编排；
20.对所述编排好的电文进行纠错编码、交织和扩频处理；
21.调制所述处理好的电文至预设频点输出第三导航增强信息。
22.具体地，所述第三导航增强信息包括导航信息增强和导航信号增强。
23.具体地，所述原始导航增强数据包括卫星编号、信号支路代号、伪码相位观测量、载波相位观测量、载噪比、多普勒频移和监测站气象。
24.具体地，所述第一导航增强信息包括全球导航卫星星历、全球导航卫星钟差和全球导航卫星完好状态。
25.相应地，本发明还提供一种导航增强系统，所述导航增强系统包括：
26.监测模块，用于监测并保存原始导航增强数据；
27.处理模块，用于处理所述导航增强数据得到第一导航增强信息；
28.注入模块，用于通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星；
29.更新模块，用于基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息；
30.生成模块，用于根据所述第一导航增强信息和所述全球卫星导航信号得到第二导航增强信息；
31.调制模块，用于调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息。
32.进一步地，所述导航增强系统还包括：
33.建立链路模块，用于建立同轨星间链路或异轨星间链路。
34.进一步地，所述调制模块包括：
35.读取模块，用于读取接口控制指令；
36.编排模块，用于根据所述控制指令对所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息进行电文编排；
37.校正模块，用于对所述编排好的电文进行纠错编码、交织和扩频处理
38.实施本发明实施例，具有如下有益效果：
39.本发明公开的导航增强方法及系统，通过终端将第一导航增强信息注入低轨卫星，再综合全球卫星导航信号生成第二导航增强信息，并调制生成第三导航增强信息，并利用低轨卫星整网的全球覆盖特性，实现厘米级定位和纳秒级授时服务。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅
仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
41.图1是本发明实施例所提供的一种导航增强方法的流程示意图；
42.图2是本发明实施例所提供的一种导航增强系统的结构示意图；
43.图3是本发明实施例所提供的另一种导航增强系统的结构示意图；
44.图4是本发明中建立的星间链路的结构示意图。
具体实施方式
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.需要说明的是，此处所称的“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。并且，术语“第一”、“第二”、“第三”是用于区别类似对象，而不用于描述特定的顺序或者先后顺序。应该理解这样的使用数据在适当的情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”以及其任何形式的变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列的步骤和模块，不必限于清楚地列出哪些步骤和模块，而是能够包括没有清楚地列出的或对于这里方法和系统的其他步骤和模块。
47.实施例
48.请参考图1，其所示为本发明实施例提供的一种导航增强方法的流程示意图，本说明书提供了如流程图所示的步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的步骤。在实际增强过程中，可以按照附图所示流程步骤执行。所述导航增强方法包括：
49.s110监测并保存原始导航增强数据；
50.需要说明的是，在本说明书实施例中，所述原始导航增强数据包括卫星编号、信号支路代号、伪码相位观测量、载波相位观测量、载噪比、多普勒频移和监测站气象等数据。
51.在本说明书实施例中，通过监测站监测所述原始导航增强数据，所述监测站为数十或者上百个分布在全球的全球导航卫星监测站和低轨卫星监测站，用来监测全球卫星导航信号和低轨卫星导航增强信号的固定站点。所述全球导航卫星监测站可以是国际全球导航服务中心监测站，也可以是国际导航监测评估系统的监测站，还可以是本发明自建的布设在全球范围内的全球导航卫星监测站；所述低轨卫星监测站为本发明自建的布设在全球范围内的用于监测低轨卫星导航增强信号的监测站。
52.s120处理所述导航增强数据得到第一导航增强信息并输出；
53.在本说明书实施例中，所述第一导航增强信息包括全球导航卫星星历、全球导航卫星钟差和全球导航卫星完好状态等信息。所述全球导航卫星星历具体为更新频率可变的全球导航卫星星历；所述全球导航卫星钟差具体为更新频率可变的全球导航卫星钟差。
54.在本说明书实施例中，通过本发明自建的数据处理中心处理所述导航增强数据得到第一导航增强信息。
55.s130接收所述第一导航增强信息，通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息；
56.在本说明书实施例中，所述低轨卫星整网包括分布在多个轨道面的数十至上百颗低轨卫星，能够实现对全球包括陆地和海洋在内的任意地点的覆盖。
57.在本说明书实施例中，接收所述第一导航增强信息，通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息的步骤可以具体为：
58.接收所述第一导航增强信息；
59.按照数据格式编排所述第一导航增强信息；
60.通过终端的上行通信链路将所述第一导航信息注入低轨卫星；
61.基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息。
62.在本说明书实施例中，所述终端具备通信和导航两种功能，不仅作为信息注入站将导航增强信息注入低轨卫星，而且可以直接接收全球卫星导航信号和低轨卫星导航增强信号实现高精度定位和授时。
63.如图4所示，在本说明书实施例中，基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息之前，所述导航增强方法还包括：在同一轨道面内的低轨卫星间建立同轨星间链路；在不同轨道面内的低轨卫星间建立异轨星间链路，以此实现一星通，星星通。
64.s140接收全球卫星导航信号，并根据所述第一导航增强信息和所述全球卫星导航信号得到第二导航增强信息；
65.在本说明书实施例中，所述低轨卫星接收全球导航增强信息，并根据整网更新的第一导航增强信息，完成星上精密单点定位。
66.s150调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息；
67.在本说明书实施例中，调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息的步骤具体为：
68.读取接口控制指令，根据所述控制指令对所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息进行电文编排；
69.对所述编排好的电文进行纠错编码、交织和扩频处理；
70.调制所述处理好的电文至预设频点输出第三导航增强信息。
71.在本说明书实施例中，所述第三导航增强信息包括导航信息增强和导航信号增强。
72.请参考图2和3，其所示为本发明实施例所提供的两种导航增强系统的结构示意图，具体如下：
73.所述导航增强系统包括：
74.监测模块210，用于监测并保存原始导航增强数据；
75.处理模块220，用于处理所述导航增强数据得到第一导航增强信息；
76.注入模块230，用于通过终端将所述第一导航增强信息注入低轨卫星；
77.建立链路模块240，用于建立同轨星间链路或异轨星间链路。
78.更新模块250，用于基于星间链路将所述低轨卫星整网的导航增强信息更新为第一导航增强信息。
79.生成模块260，用于根据所述第一导航增强信息和所述全球卫星导航信号得到第二导航增强信息；
80.调制模块270，用于调制所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息输出第三导航增强信息。
81.在本说明书实施例中，所述调制模块包括：
82.读取模块，用于读取接口控制指令；
83.编排模块，用于根据所述控制指令对所述第一导航增强信息和所述第二导航增强信息进行电文编排；
84.校正模块，用于对所述编排好的电文进行纠错编码、交织和扩频处理。
85.采用本发明实施例所提供的一种导航增强方法及系统，通过终端将第一导航增强信息注入低轨卫星，再综合全球卫星导航信号生成第二导航增强信息，并调制生成第三导航增强信息，并利用低轨卫星整网的全球覆盖特性，实现厘米级定位和纳秒级授时服务。
86.需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书特定实施例进行了描述，其他实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且能够实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者连续顺序才能够实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
87.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
88.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或者部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述程序可以存储于一种计算机可读介质中。
89.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。