[发明专利]一种可替代传统无线电导航系统的大区域高精度定位方法

摘要

本发明公开了一种可替代传统无线电导航系统的大区域高精度定位方法，包含以下几个步骤步骤一以每个基站覆盖300公里(半径)左右为原则，选择地域高点建立基站，确定基站的地理位置；步骤二基站之间利用原子钟、光纤同步、时间比对或RTK技术进行时钟同步；步骤三确定无线电导航信号体制，包括载波频率的选择以及调制方式的确定，各基站发射定位信号；步骤四接收终端根据基站发射的无线电导航信号进行定位解算，定位终端测量方法为伪随机码的伪距测量和载波相位伪距测量相结合的方法。本发明方法拟替代罗盘、VOR、DME、TACAN、LORAN‑C、WAAS等系统，所需基站可以在这些系统基站原址(包括机场)建立，或者新建。能够与GPS并存，在大区域内满足大多数导航用户的高精度定位需求。

主权项

一种可替代传统无线电导航系统的大区域高精度定位方法，包含以下几个步骤：步骤一：根据基站覆盖范围选择地域高点建站，确定基站的精确地理位置；根据被服务区域大小及环境特征，以每个基站覆盖300公里(半径)左右为原则，规划基站布局，在地域高点(或原导航台站)架设信号发射基站，基站在架设时需保证被服务区域用户在同一时间内至少收到4个不同基站发出的信号，基站之间的直线距离为几百km至上千km。为保证定位精度，各基站组成的定位网络应使服务区域的DOP值尽量小；基站架设完成后，需知道基站准确的地理位置，其地理坐标可通过事先标定，或采用GNSS差分技术获取；步骤二：基站之间进行时钟同步，采用精密原子钟实现，或者采用时间比对技术或卫星导航的差分技术；地面基站主要由两部分构成：时钟同步部分和信号产生发射部分。采用原子钟提供基准频率，以保证其精度和稳定性。也可以采用光纤同步、时间比对技术或卫星导航差分定位技术，以同步各基站间信号源的时钟。步骤三：确定无线电导航信号体制，包括载波频率的选择以及调制方式的确定，各基站发射定位信号；(1)确定频率无线电导航信号的载波频段为20MHz‑200MHz，带宽小于等于5MHz；(2)调制方式本发明的无线电信号采用CPM(ContinuousPhaseModulation)调制方式，选择该调制方式综合考虑了可用带宽、信号旁瓣的衰减程度等。相比于卫星导航的BPSK和BOC信号的调制频谱，CPM信号功率集中度更高、旁瓣衰减更迅速、对带外干扰更小，这样在得到较高的信噪比的同时，对邻近频带的信号干扰也较小，并且可有效节省频率资源。步骤四：接收终端根据基站发射的无线电导航信号进行定位解算，定位终端测量方法为伪随机码的伪距测量和载波相位伪距测量相结合的方法；(1)CPM解调器的解调步骤为：中频信号通过带通滤波器滤除带外噪声，再用两路正交载频对滤波的信号进行差频，然后译码出信息码元，最后进行串并转换，得到信息比特流。(2)定位数据解算首先，采用伪码测距进行距离粗测；其次，再以载波相位测距进行精确测量，最终得到高精度的定位数据。