[发明专利]一种基于导航卫星反射信号的目标定位方法

摘要

一种基于导航卫星反射信号的目标定位方法，它有七大步骤：一、接收机接收到来自GPS卫星的直射信号时刻和相关GPS卫星信号对目标的反射信号时刻分别为t1和t2，GPS信号中的星历文件中包含发射信号发射时刻t0；二、根据信号的到达时刻，计算信号的直射信号的路径长度L1和反射信号的路径长度L2+L3；三、从星历数据中，计算发射机T的位置(XT,YT,ZT)和接收机R的位置(XR,YR,ZR)；四、计算发射机到地心的距离H和接收机到地心的距离h；五、计算发射机、地心、接收机组成的∠TOR，即α；六、计算发射机到目标的距离L2和目标到接收机的距离L3；七、联立方程组，求解目标位置(XP,YP,ZP)。

主权项

一种基于导航卫星反射信号的目标定位方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一：接收机接收到来自GPS卫星的直射信号时刻和相关GPS卫星信号对目标的反射信号时刻分别为t1和t2，GPS信号中的星历文件中包含发射信号发射时刻t0；步骤二：根据信号的到达时刻，计算信号的直射信号的路径长度L1和反射信号的路径长度L2+L3；(1)直射信号路径长度：L1＝(t1‑t0)×c；其中，c为光速，c＝3×108m/s，t0和t1为信号的发射时间和接收机接收直射信号的时刻；(2)反射路径长度：L2+L3＝(t2‑t0)×c；其中，c为光速，c＝3×108m/s，L2为发射机到目标的距离，L3为目标到接收机的距离，t0和t2为信号的发射时间和接收机接收反射信号的时刻；步骤三：从星历数据中，计算发射机T的位置(XT,YT,ZT)和接收机R的位置(XR,YR,ZR)；步骤四：计算发射机到地心的距离H和接收机到地心的距离h；(1)发射机到地心的距离其中(XT,YT,ZT)为发射机的位置坐标；(2)接收机到地心的距离其中(XR,YR,ZR)为接收机的位置坐标；步骤五：计算发射机、地心、接收机组成的∠TOR，即α，在发射机、地心、接收机组成的ΔTOR中，利用余弦定理，即可求出α；其中，H为发射机到地心的距离，h为地心到接收机的距离，L1为直射信号路径长度；步骤六：计算发射机到目标的距离L2和目标到接收机的距离L3；(1)在发射机、地心、目标组成的ΔTOP中，利用余弦定理，①；其中，α1为发射机、地心、目标组成的∠TOP，H为发射机到地心的距离，r为地球半径，L2为发射机到目标的距离；(2)在接收机、地心、目标组成的ΔROP中，利用余弦定理，②；其中，α2为接收机、地心、目标组成的∠ROP，h为接收机到地心的距离，r为地球半径，L3为目标到发射机的距离；(3)L2+L3＝(t2‑t0)×c ③(4)α1+α2＝α ④其中，α1为发射机、地心、目标组成的∠TOP，α2为接收机、地心、目标组成的∠ROP，α为发射机、地心、接收机组成的∠TOR；联立①②③④方程，进而求解出发射机到目标的距离L2和目标到接收机的距离L3；步骤七：联立方程组，求解目标位置(XP,YP,ZP)；发射机到目标距离的方程为(XT‑XP)2+(YT‑YP)2+(ZT‑ZP)2＝L22 ⑤目标到接收机距离的方程为(XP‑XR)2+(YP‑YR)2+(ZP‑ZR)2＝L32 ⑥目标在地球表面的方程为XP2+YP2+ZP2＝r2 ⑦联立⑤⑥⑦方程，进而求解出目标坐标(XP,YP,ZP)。