[发明专利]一种基于伪卫星的隧道定位增强系统

说明书

本发明提供一种基于伪卫星的隧道定位增强系统，包括伪卫星管理站、伪卫星基站、中继站、系统链路和管理平台。伪卫星管理站布设于隧道外可以正常接收真实卫星导航信号的空旷地方，建立与真实卫星导航系统同步的时间基准，同时进行远程监控与更新，伪卫星基站为卫星导航信号再生器，模拟再生与真实卫星导航系统时间频率同步、位置一致的隧道内卫星导航信号，并由发射天线进行播发，播发信号功率可控，中继站连接管理站(或前级中继站)和下属伪卫星基站，实现管理站与伪卫星之间的时频传递、数据信息传递，管理平台提供配置管理、状态监控、信息查询以及连接接口服务。本发明可在不对导航定位终端进行任何改动的情况下，实现隧道内卫星导航定位。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于伪卫星的隧道定位增强系统。

背景技术

随着卫星导航系统及其应用的发展，卫星导航系统已经成为重要的、不可或缺的空间基础设施，越来越多需要位置信息的设备可以利用北斗、GPS等导航系统提供的高精度定位结果来完善自身服务。

然而，卫星导航系统固有的局限性使卫星导航服务存在着明确的能力不足与缺口，如在类隧道环境下，微弱的卫星导航信号不足以穿透各种物理遮蔽物，导航终端用户无法使用卫星导航服务。

目前基于卫星通信的导航技术主要有常规伪卫星增强技术、室内卫星导航技术以及导航信号转发技术等，但基本是采用“伪卫星系统+ 专用车载终端”的方式，但是这一方式需对各终端进行改造，成本较高；导航卫星信号转发技术则存在工程实施难度大、信号位置不连续等问题，不适合实现整个隧道的覆盖。

因此亟需一种隧道定位增强系统。

发明内容

本发明是为了解决隧道定位的问题，提供一种基于伪卫星的隧道定位增强系统，通过即时接收室外区域的卫星导航信号或互联网获取卫星信息，并在隧道内实时生成和播发与隧道外区域真实卫星导航系统信号相同步的导航信号，给隧道内的车辆或手机提供相对连续的位置信号，解决了在不对导航终端进行任何改动下，实现隧道内卫星导航定位问题。本系统具有支持北斗/GPS多星座、建设难度小、成本低、通用化等优点，目前在隧道内应用上已取得初步成效。

本发明提供一种基于伪卫星的隧道定位增强系统，包括设置在隧道外的伪卫星管理站，与所述伪卫星管理站相连的中继站、管理平台，与所述中继站相连的至少两个伪卫星基站和连接伪卫星管理站、中继站、管理平台、伪卫星基站的系统链路，所述中继站和所述伪卫星基站均设置在隧道中；

所述伪卫星管理站接收卫星导航信号后建立与卫星导航系统同步的时间基准并输出时钟信号和卫星导航信号解析结果至所述中继站，所述伪卫星管理站进行所述伪卫星基站的远程监控与更新，所述中继站接收所述时钟信号和所述卫星导航信号解析结果后输出至所述伪卫星基站，所述伪卫星基站接收所述时钟信号和所述卫星导航信号解析结果后模拟再生与所述卫星导航系统时间频率同步、位置一致的隧道内卫星导航信号向外发射，所述管理平台进行配置管理、状态监控、信息查询和连接接口服务，所述管理平台包括服务器。

本发明所述的一种基于伪卫星的隧道定位增强系统，作为优选方式，系统链路传输时间信息、导航参数、设备状态和控制命令，系统链路通过光纤进行传输；

隧道定位增强系统为环网+星型结构，环网+星型结构包括至少两个中继站，中继站通过光缆依次相连，第一个中继站和最后一个中继站均与伪卫星管理站通过光缆电连接，每个中继站均连接至少一个伪卫星基站。

本发明所述的一种基于伪卫星的隧道定位增强系统，作为优选方式，伪卫星管理站包括时间同步模块、时间传递模块、服务器通信模块、星历采集与分发模块、系统管控模块和状态监测与维护模块；

时间同步模块包括卫星授时系统，卫星授时系统通过接收卫星导航信号后建立与卫星导航系统同步的时间基准并输出时钟信号，卫星导航信号包括北斗卫星信号和/或GPS卫星信号，时钟信号的同步精度大于20ns。