[发明专利]一种基于阵列双频互备份的多星特征参数识别定位方法

说明书

本发明提出了一种基于阵列双频互备份的多星特征参数识别定位方法，首先采集伪卫星阵列发射的伪卫星信号，将信号解扩并同时提取每颗伪卫星的载波相位，在提取过程中采用双频互平滑消除载波相位周跳的影响，然后计算不同伪卫星之间的载波相位差余弦参数，并与数据库中的相应参数进行相关处理，寻找相关峰的最大值，并通过双频比对和卫星完好性检测实现室内和城市峡谷地带的精确导航定位。

技术领域

本发明涉及卫星导航定位领域，特别适用于室内外复杂环境下的导航定位，采用载波相位差特征向量动态匹配的形式实现室内外复杂环境中的高精度导航与定位。

背景技术

卫星导航系统在室内和城市峡谷地带的定位性能较差，目前在城市峡谷地带和室内解决定位的方法有蓝牙、WIFE、无线通信基站定位和惯性定位来解决卫星信号由于信号较弱无法穿透墙体的问题，但是这些方法都存在这样或那样的问题，导致定位精度较差，如：蓝牙、WIFE采用的能量定位受多径衰减影响较大，不能准确测量观测点和发射点之间的能量衰减，导致定位精度较差；基站定位由于当前城市内的基站数量无法满足高精度导航定位需求，且室内受多径影响较大，而无法推广应用；惯导定位需要其它技术手段提供初始绝对坐标并不断对惯导进行修正。因此，目前室内导航定位技术还无法满足高精度定位的需求，需要在室内高精度导航定位方面开展新技术、新方法的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：基于双频阵列伪卫星解决城市峡谷地区和室内的高精度导航定位问题，提供一种基于阵列双频互备份的多星特征参数比对的室内外导航定位方法，能够极大提升城市峡谷地带和室内的导航定位精度。

本发明采用的技术方案为：

一种基于阵列双频互备份的多星特征参数识别定位方法，包括以下步骤：

(1)室内伪卫星接收终端将接收到的K个伪卫星的发射信号为S_K，进行两个频点的下变频后得到基带信号S'_K；

(2)对每颗伪卫星的信号进行捕获跟踪，并同时提取每颗伪卫星的载波相位，通过同一颗伪卫星发射的不同频点信号对伪卫星的实时载波相位跳变进行平滑，得到平滑后的载波相位矩阵

(3)分别计算同一时刻不同伪卫星之间同一频点的载波相位差，得到载波相位差矩阵φ_2L：

其中L＝K×(K-1)，

(4)计算载波相位差的余弦矩阵，得到将C_2L展开并成一行得到

(5)将当前收到的载波相位差的余弦矩阵与本地数据库中对应卫星组的数据进行相关处理并归一化，即：即形成M×N个相关值，即：norm表示求向量的范数，定义为M×N为本地数据库划分的网格个数，T_mn为第m行n列网格点的指纹信息；

(6)寻找相关矩阵Q_MN的最大值，并计算最大值对应的行列向量值，与本地数据库匹配得到位置点坐标A₀＝[a_x a_y]；

(7)分别取两个频点的载波相位差矩阵与本地数据库对应数据进行相关处理并归一化,求取相关峰最大值对应的坐标