[发明专利]一种适合GPS/SINS超紧组合的CDMA无线定位方法

说明书

技术领域

本发明适用于城市交通等地面和低空导航定位技术领域，是为了达到高可靠性、高生存力以及大定位覆盖范围的导航定位要求，在CDMA蜂窝网无线定位的基础上研究其与GPS/SINS超紧组合导航系统的融合方法，实现了高精度的CDMA三维无缝定位。

背景技术

GPS和SINS均为目前应用最广泛的导航系统之一。GPS/SINS组合导航系统目前通常分为三种，即松组合模式、紧组合模式和超紧组合模式。其中，超紧组合模式信息融合程度最深，除了可以完成松组合与紧组合的工作外，还可利用SINS量测信息辅助GPS接收机对卫星的跟踪，将信息融合深入至GPS接收机跟踪环，从而直接提高组合导航系统整体的鲁棒性、跟踪能力和导航精度。

然而，随着针对卫星的空间攻击技术和电子对抗技术的提高，GPS导航方式越来越多地显露出其脆弱性。首先，GPS在复杂环境中的生存能力较弱；其次，GPS系统保密性差、投资规模大、建设周期长。因此，为了提供更强的定位保障，CDMA/卫星、CDMA/惯导组合定位技术成为无线定位技术的新方向。

自1993年TIA批准IS-95标准以来，CDMA无线定位技术在国外得到迅速发展。1996年，美国联邦通信委员会(FCC)颁布E-911法规，要求到2001年10月，67％的呼叫定位精度达到125m。日本、德国、法国、瑞典和芬兰等国家也纷纷推出各种商用定位服务。目前，摩托罗拉公司、诺基亚公司、爱立信公司等跨国公司均对3G移动通信系统中的WCDMA、CDMA2000网络采用的无线定位技术进行了研究。在国内，华为、中兴等公司以及中国科技大学、西安电子科技大学、北京邮电大学等高校也积极开展CDMA定位技术的研究。

目前，CDMA/卫星定位方式已经日趋成熟。其中应用最广泛的是GPSOne技术，其借助移动终端接收GPS卫星的定位信号，将其传送回定位中心，计算出终端的位置后再回传给移动终端。GPSOne技术将终端的工作简化，提高了终端定位精度和灵敏度，并大大降低了终端耗电。全球超过14家运营商已采用GPSOne定位技术提供精确定位服务，开创了CDMA/卫星无线定位的新时代。

然而，GPSOne技术中，CDMA与GPS的信息融合程度较浅，其主要优势在于加快定位速度，而非提高定位系统的综合性能。同时，近年来关于SINS/CDMA或GPS/SINS/CDMA定位技术研究还鲜有文献报道。为了充分利用目前的定位资源以实现城市无缝导航，随着GPS/SINS组合导航技术的发展和CDMA无线定位技术的日益成熟，有必要研究一种适合GPS/SINS超紧组合的CDMA无线定位方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种新的适合GPS/SINS超紧组合的CDMA无线定位方法，该方法克服了传统CDMA定位方法只能够进行粗精度的二维定位，且对环境依赖性较强的不足，弥补了城市环境中易存在GPS信号盲区导致定位精度下降的缺陷，通过将GPS/SINS超紧组合数据融合入CDMA定位方法，提供覆盖范围更大、可靠性更高也更精确的定位服务。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明为一种新型的适合GPS/SINS超紧组合的CDMA无线定位方法，包括以下步骤：

(1)通过CDMA信号传输单元接收CDMA网络导频信号，根据工作基站数目选择定位方式；

(2)测量信号从所有基站传播至移动台的时间(TOA)，根据TOA选择服务基站，计算信号分别从服务基站和其他基站到达移动台的时间差(TDOA)；

(3)通过TDOA数据解算单元解析生成移动台当前位置信息的模糊解；

(4)根据GPS/SINS超紧组合系统上一时刻解析生成的移动台位置信息消除步骤(3)的模糊解；

(5)利用卡尔曼滤波对GPS/SINS超紧组合系统解析生成的当前位置信息和CDMA无线定位解析生成的当前位置信息在滤波器中进行数据融合，生成定位数据；

(6)输出定位信息即步骤(5)所述定位数据。

优选地，所述步骤(1)中，根据工作基站数目选择定位方式的方法如下：若有效工作基站数量小于5个，则为CDMA三维定位的信号盲区，直接使用GPS/SINS超紧组合系统的定位数据为最终定位数据；若有效工作基站数量大于5个，则继续进行步骤(2)。

优选地，所述步骤(2)中，根据TOA选择服务基站的方法如下：选择TOA最小，即与移动台距离最近的基站为服务基站。