[发明专利]一种室内伪卫星指纹匹配与载波相位测距组合定位方法

说明书

本发明公开了一种室内伪卫星指纹匹配与载波相位测距组合定位方法，使用观测量特征匹配定位法作为载波相位定位方法的补充，利用观测量特征对室内环境进行区域划分，根据观测量特征指纹匹配法完成终端的粗略定位，将观测量特征指纹匹配结果作为初值输入到载波相位定位方法中，来初始化载波相位定位中的整周模糊度初值，并约束载波相位定位的定位结果。该方法解决了伪卫星室内定位结果过渡依赖于载波相位定位的问题，使定位结果更加可靠稳定。

技术领域

本发明涉及一种室内伪卫星指纹匹配与载波相位测距组合定位方法，属于无线电导航定位技术领域。

背景技术

在室内环境中，用户接收机采用单一的定位方式都存在着各种问题。由于室内伪距精度较差，伪距单点定位结果基本不可用；载波相位测距单点定位方式虽然精度比较高，但是因伪距单点定位无法给与初值导致整周模糊度初始化问题，而且接收机很容易受到室内复杂环境影响导致周跳的产生，无法及时的恢复导致载波相位定位结果不连续，定位稳定性较差；伪卫星特征指纹匹配定位方法属于非测距式定位方法，它受环境影响相对较弱，定位结果精度最高可达亚米级定位，可用于一般的定位场景，但无法应用于高精度定位需求。

因此，需要将伪卫星多种定位方法进行组合，使其能够使用室内复杂环境的定位需求。

发明内容

技术问题：为解决室内伪卫星高精度、高稳定性的室内定位问题，提出一种基于观测量特征指纹匹配与载波相位测距的组合定位方法。该方法将观测量特征指纹匹配定位方法与载波相位定位法进行组合，利用观测量特征指纹匹配定位结果来初始化载波相位定位中的整周模糊度初值，并约束载波相位定位的定位结果，可以为接收机终端提供可靠的高精度定位服务。

技术方案：

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种室内伪卫星指纹匹配与载波相位测距组合定位方法，包括以下步骤：

步骤1：原始观测量信息获取；

步骤2：特征指纹匹配定位；

步骤3：载波相位定位算法初始化；

步骤4：载波相位定位；

步骤5：约束定位结果；

步骤6：输出定位结果。

进一步地，步骤1中所述原始观测量信息获取是用户接收机在接收到伪卫星导航信号后，会提供各伪卫星的原始观测量信息，包含伪距测量值、载波相位测量值、载噪比测量值、积分多普勒测量值。

进一步地，步骤2中所述特征指纹匹配定位是由于室内观测量特征离线指纹库提前已经建立，故接收机处于待测室内环境中时，依据当前得到的观测量信息可以得到特征指纹匹配定位结果。

进一步地，步骤3中所述载波相位定位算法初始化是在载波相位定位算法中，有两种情况下需要对载波相位定位算法进行整周模糊度的初始化：

第一种情况是室内定位初始状态，当接收机初始进入室内环境中还未进行定位时，这种情况接收机只能依靠其他定位方式辅助进行定位，基于观测量特征指纹匹配定位结果对其进行初始化，从而使载波相位整周模糊度获得一个初值，然后逐渐收敛达到高精度定位目的；

第二种情况是接收机载波相位产生周跳后，周跳现象会造成载波相位定位的不连续，再次进行整周模糊度估计及载波相位定位结果收敛时需要一个初值进行约束搜索范围，这时候初值的给定除了基于观测量特征指纹匹配定位结果外，还可以依据周跳前的定位结果；

载波相位模糊度N_i的固定基于其双差平方值伪卫星载波相位观测方程如式(1)所示：

载波双差平方值如式(2)所示：