[发明专利]一种应用于罗兰系统的天波定位方法

说明书

本发明公开了一种应用于罗兰系统的天波定位方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据本地到达时刻τ_rec和发射时刻τ_tran求出天波的传播距离d_bl；步骤2，根据d_bl的大小判断天波传播模型为照明区模型还是阴影区模型；步骤3，求解天波接收点和发射点之间的伪距观测量ρ；步骤4，使用本地罗兰接收设备同时接收n个天波发射台站发出的天波，组成方程组，得到天波接收位置x＝[x,y,z]^T和本地时钟差δt。本发明的一种应用于罗兰系统的天波定位方法，解决了现有技术中存在的定位方法均基于地波信号，需要台链支持定位，而且作用范围较小的问题。

技术领域

本发明属于数字信号处理方法技术领域，涉及一种应用于罗兰系统的天波定位方法。

背景技术

罗兰系统是一种地基长波远程无线导航系统。它采用双曲线定位原理，实现二维定位。但是由于地波传播沿途环境复杂，地波传播幅度衰减大，导致罗兰系统只能覆盖罗兰台站附近范围及海域。近些年，罗兰天地波分离技术大幅提升，同时电离层模型估计更加精确，使得罗兰系统可以使用传播距离更远的天波来进行定位，且前罗兰定位都是基于地波信号，需要台链支持定位，而且作用范围较小。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于罗兰系统的天波定位方法，解决了现有技术中存在的定位方法均基于地波信号，需要台链支持定位，而且作用范围较小的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种应用于罗兰系统的天波定位方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，由罗兰接收设备得到天波的本地到达时刻τ_rec和发射时刻τ_tran，然后根据本地到达时刻τ_rec和发射时刻τ_tran求出天波的传播距离d_bl；

步骤2，根据d_bl的大小判断天波传播模型为照明区模型还是阴影区模型；

步骤3，求解天波接收点和发射点之间的伪距观测量ρ；

若天波传播模型为照明区模型，则其中，θ为天波接收点和发射点之间的地心夹角，其中A＝(2r²+rh)/256，B＝3(h²-rd_bl/2)/64，r为地球半径，h为电离层高度；

若天波传播模型为阴影区模型，则

步骤4，计算本地天波接收位置x＝[x,y,z]^T和本地时钟差δt；

假设天波发射台站坐标位置为s＝[x_s,y_s,z_s]^T，则天波接收点和发射点之间的直线距离d_sl表示为：

d_sl、δt和伪距观测量ρ之间的关系用以下公式表示为：其中，τ_ion为电离层时延，τ_c为二次波时延，ε_ρ波发射台发出的天波被本地罗兰接收设备接收到的测量噪声，C为光速，N为空气折射率；

记则d_sl、δt和伪距观测量ρ之间的关系表示为即就是：

步骤5，使用本地罗兰接收设备同时接收n个天波发射台站发出的天波，其中n≥4，然后针对每个天波发射台站发出的天波分别根据步骤1-4依次计算，得到n个公式(1)组成方程组，然后应用牛顿迭代法和最小二乘法求解方程组，得到天波接收位置x＝[x,y,z]^T和本地时钟差δt。

本发明的特征还在于，