[发明专利]一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统

权利要求书

1.一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，包括天基非导航卫星/星座、地面基准站网络及用户终端，其中所述地面基准站网络由多个已知坐标位置的监测基准站、站间通信网络和数据处理中心构成，

所述用户终端，侦听天基非导航卫星下行无线电信号并经由站间通信网络发送给数据处理中心；

所述监测基准站，用于侦听天基非导航卫星下行的无线电信号并经由站间通信网络发送给数据处理中心；

所述数据处理中心，根据监测基准站发送的信号，获取各监测基准站接收到信号的相对时延，利用监测基准站间的相对时延，构建时延特征时空分布模型，依据模型解算天基非导航卫星的位置；数据处理中心，根据监测基准站和用户终端发送的信号，获取用户终端相对于各监测基准站接收到信号的相对时延，利用监测基准站与用户终端间的相对时延、天基非导航卫星的位置，基于时延特征时空分布模型，计算用户终端的位置，实现用户终端的定位导航。

2.根据权利要求1所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，所述天基非导航卫星的位置计算过程为：

数据处理中心构建信号时延特征时空分布模型，如式(1)所示：

其中，表示编号分别为i、j的监测基准站位置坐标，为监测基准站所侦听到的编号为i的天基非导航星位置坐标，为天基非导航星S_i下行信号到达编号为i的监测基准站与信号到达编号为j的监测基准站的相对时延差；

选取4个监测基准站，1个作为主基准站，3个作为从基准站，根据从基准站相对于主基准站之间的相对时延估计，利用信号时延特征时空分布模型计算出非导航卫星的精确位置。

3.根据权利要求2所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，所选取的监测基准站为用户终端周边的监测基准站，根据用户终端相对于各监测基准站接收到信号的相对时延选取。

4.根据权利要求2所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，依次比对监测基准站与用户终端间的相对时延，选取最小时延差对应的基准站为主基准站。

5.根据权利要求1所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，所述地面基准网络监测基准站数目与几何布设，为根据热点服务区地理环境、覆盖范围及服务精度需求确定。

6.根据权利要求1所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，基于能量积累的盲检测或半盲检测算法，处理各监测基准站接收到的天基卫星下行信号，获取信号相对时延差。

7.根据权利要求1所述基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，基于NCO的驯钟技术，建立地面基准网络守时系统。

8.一种基于天基随机无线电信号的定位导航系统，其特征在于，包括天基非导航卫星/星座、地面基准站网络及用户终端，其中所述地面基准站网络由多个已知坐标位置的监测基准站、站间通信网络和数据处理中心构成，

所述用户终端，侦听天基非导航卫星下行无线电信号并经由通信网络发送给数据处理中心；

所述监测基准站，用于侦听天基非导航卫星下行的无线电信号并经由通信网络发送给数据处理中心；

所述数据处理中心，根据监测基准站发送的信号，获取各监测基准站接收到不同信号的相对时延，利用所述相对时延，基于时延特征时空分布模型，计算天基非导航卫星的位置；数据处理中心，根据用户终端发送的信号，获取用户终端接收到不同信号的相对时延，利用用户终端的相对时延、天基非导航卫星的位置，基于时延特征时空分布模型，计算用户终端的位置，实现用户终端的定位导航。