[发明专利]基于隧道内列车北斗定位的卫星信号扩展的方法和装置

说明书

本发明提供一种基于隧道内列车北斗定位的卫星信号扩展的方法和装置，其中的方法包括：位于隧道出口的北斗卫星扩展装置将接收到的卫星信号进行处理，获取差分信息，并通过正交频分复用将编码后的卫星信号加载到铁道电路中；将加载到铁道电路的卫星信号、差分信息传输至位于隧道内的扩展信号接收解码装置中；扩展信号接收解码装置将接收到的信息进行处理，并将处理后的信息传输至北斗卫星信号接收装置；北斗卫星信号接收装置对接收到的扩展信号接收解码装置的信息进行处理，获取列车的精确位置。利用本发明，能够解决在隧道内列车的定位信号抗干扰能力差等问题。

技术领域

本发明涉及列车卫星定位导航技术领域，更为具体地，涉及一种基于隧道内列车北斗定位的卫星信号扩展的方法和装置。

背景技术

卫星导航系统，即“全球卫星导航系统”，主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。卫星导航全球性大众化民用，刚刚开始，有百种应用类型。卫星导航的生命期至少还有50年，GPS概念的提出已有三十年，真正应用只有十来年，现在GPS现代化，GPSIII新阶段，延续到2020年。GPS国际协会已统计出GPS的117种不同类型的应用。蜂窝通信的集成和汽车应用还是当前最大的两个市场。卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。随着中国的定位技术的发展，2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统；如今，中国的北斗定位系统已在亚太地区全面部署，并在全球层面上逐步趋于成熟。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

但是，无论是哪一种的全球卫星定位系统，都存在着一定的精度需求和信号延续问题，尤其是在一些特定环境当中。比如：在室内定位过程当中，对于卫星定位而言就会接受不到卫星信号，从而使用不了卫星定位技术；在列车导航定位过程当中，如果列车经过多山地区或是穿越隧道时，或是达不到精度需求，或是在进入隧道之后因为接受不到卫星信号而只能放弃卫星定位技术，等等场景都对全球卫星定位系统造成了一定的影响。

由于目前的一些特定环境当中，通常因为卫星信号接受装置收到一定的环境限制，而无法取得多个卫星传来的讯号。在这种情况下，卫星导航定位技术将不能使用。比如下列情况：1、在地底位置；2、在建筑物、火车或其它有遮盖的车辆中；3、在任何其它金属或水泥屋顶结构下；4、在高建筑物之间或在茂密的树丛；5、靠近功率强的无线电或电视讯号发射塔；6、当卫星接受装置的天线受到遮盖时，或天线对着地面时；7、当室外温度超过卫星信号接受装置的操作限制，等等。即使在上述情况下可计算出位置信息，但所需的时间会比平常长，而估算的位置亦可能不够准确。以慢速行走或驾驶亦可能会大幅降低全球卫星定位技术的效能；即使可取得多个卫星传来的讯号，全球卫星定位技术功能会提供大概的位置，通常在几厘米至10米的误差范围内，但有时会比被监控的实际位置远。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于隧道内列车北斗定位的卫星信号扩展的方法和装置，以解决在隧道内列车的定位信号抗干扰能力差等问题。

本发明提供一种基于隧道内列车北斗定位的卫星信号扩展的方法，包括：

位于隧道出口的北斗卫星扩展装置将接收到的卫星信号进行处理，获取差分信息，并通过正交频分复用将编码后的卫星信号加载到铁道电路中；

将加载到所述铁道电路的卫星信号、所述差分信息传输至位于隧道内的扩展信号接收解码装置中；

所述扩展信号接收解码装置将接收到的信息进行处理，并将处理后的信息传输至北斗卫星信号接收装置；

所述北斗卫星信号接收装置对接收到的所述扩展信号接收解码装置的信息进行处理，获取列车的精确位置。