同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值。 遲-"-1為主偽衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離，通過事先測量獲得；dt主為主偽衛(wèi)星 同步接收機(jī)的時(shí)間偏差；化Pt± 1為第i個(gè)從偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差.巧f-A-為主偽衛(wèi)星 和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度； 為多徑和熱噪聲；A為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻 率。
[0051] 主偽衛(wèi)星對(duì)其自身發(fā)射的主信號(hào)的載波相位測量方程轉(zhuǎn)為：
[0052]
[0053] 其中：經(jīng)-^為主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)其主信號(hào)的載波相位測量值。/>置-±為主 偽衛(wèi)星的接收天線與發(fā)射天線幾何距離，通過事先測量獲得；化±為主偽衛(wèi)星同步接收機(jī) 的時(shí)間偏差；化PL±為主偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差.W置為主偽衛(wèi)星的接收天線和發(fā)射天線 之間的整周模糊度； <寶±為多徑和熱噪聲；A為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻率。
[0054] ⑥偽衛(wèi)星用戶機(jī)接收處理所有從偽衛(wèi)星發(fā)射的包含導(dǎo)航電文的從信號(hào)和主偽衛(wèi) 星發(fā)射的包含導(dǎo)航電文的主信號(hào)，獲得偽距測量值和載波測量值，并建立單差或雙差載波 相位測量方程后，基于衛(wèi)星導(dǎo)航RTK解算原理完成單差或雙差載波相位測量方程的厘米級(jí) 定位。
[00巧]偽衛(wèi)星用戶機(jī)U與各從偽衛(wèi)星、主偽衛(wèi)星、主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)的載波測量具 體為：
[0056] 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量方程妒為：
[0057]
[005引其中：Pf-A-?為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值。成-*-1為 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離，通過事先測量獲得；化。為偽衛(wèi)星用戶 機(jī)u的時(shí)間偏差；化Pt± 1為第i個(gè)從偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差.wf-A-i'為偽衛(wèi)星用戶機(jī)u和 第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；為多徑和熱噪聲；A為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻率。
[0059] 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)主偽衛(wèi)星的載波相位測量方程姑為：
[0060]
[0061] 其中：Pf-*4為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)主偽衛(wèi)星的載波相位測量值。i為偽衛(wèi)星 用戶機(jī)U和主偽衛(wèi)星之間的幾何距離，通過事先測量獲得；化。為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U的時(shí)間偏 差；化PL±為主偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差.wf-^為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和主偽衛(wèi)星之間的整周模 糊度；為為多徑和熱噪聲.A為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻率。
[0062] 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U與主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測量 方程為：
[0063]
[0064]其中，

.挺望是對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測 量值；妒-A-i為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量方程；塔-"-i為主偽衛(wèi) 星的同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值；譴為主偽衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi) 星之間的幾何距離，通過事先測量獲得；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間 的幾何距離，通過事先測量獲得；W置為主偽衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度； 為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；<￡/、-'為主偽衛(wèi)星自閉換 同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；6絮r'A-'為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從 偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲。一旦W占被求解出，則單差載波相位A這就成為既沒有模糊度 有具有高精度的單差距離測量值，運(yùn)與GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航的RTK測量方程相同，因此，可W建立 與GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航的RTK原理相同的測量方程，解算出偽衛(wèi)星用戶機(jī)U的厘米級(jí)位置坐標(biāo)。
[0065] 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U與主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測量 方程為：
[0066]
[0067]其中，
dtu主=dtu-dt主；
為蘭^是對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測 量值；A心"d為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量方程；蠻巧主偽衛(wèi) 星的同步接收機(jī)對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值；口為主偽衛(wèi)星和第j個(gè)從偽衛(wèi) 星之間的幾何距離，通過事先測量獲得；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間 的幾何距離，通過事先測量獲得；~置~"^為主偽衛(wèi)星和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度； Wf-"d為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；為主偽衛(wèi)星自閉換 同步接收機(jī)對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第j個(gè)從 偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；A為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻率。
[0068] 偽衛(wèi)星用戶機(jī)U與主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星和從衛(wèi)星j的雙差載 波相位測量方程為：
[0069]
[0071] 單差載波相位4,至消除偽衛(wèi)星用戶機(jī)U與主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)的鐘差影響，運(yùn) 與GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航的RTK測量方程相同，因此，可W建立與GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航的RTK原理相同的 測量方程，解算出偽衛(wèi)星用戶機(jī)U的厘米級(jí)位置坐標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，其特征在于包括以下步驟： ① 構(gòu)建偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位系統(tǒng)；所述的偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位系統(tǒng)包括主偽衛(wèi)星和不少于 3顆的從偽衛(wèi)星，主偽衛(wèi)星和從偽衛(wèi)星均包括偽衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器、自閉環(huán)同步接收機(jī)、接收 天線和發(fā)射天線；分別測量主偽衛(wèi)星的接收天線和發(fā)射天線的坐標(biāo)和從偽衛(wèi)星的接收天線 和發(fā)射天線的坐標(biāo)； ② 主偽衛(wèi)星分別向所有從偽衛(wèi)星和偽衛(wèi)星用戶機(jī)發(fā)射主信號(hào)，所有從偽衛(wèi)星分別同時(shí) 向主偽衛(wèi)星、自身的自閉環(huán)同步接收機(jī)和偽衛(wèi)星用戶機(jī)發(fā)射從信號(hào)； ③ 所有從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機(jī)分別同時(shí)接收主信號(hào)和自身的從信號(hào)，并根據(jù)接 收的主信號(hào)和自身的從信號(hào)計(jì)算出主偽衛(wèi)星和從偽衛(wèi)星之間的鐘差，然后將該鐘差寫入從 偽衛(wèi)星各自的偽衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器的導(dǎo)航電文后，將該導(dǎo)航電文分別發(fā)射至主偽衛(wèi)星的自閉 環(huán)同步接收機(jī)和偽衛(wèi)星用戶機(jī)； ④ 主偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機(jī)接收和處理所有從偽衛(wèi)星發(fā)射的包含導(dǎo)航電文的從 信號(hào)，獲得偽距測量值和載波測量值，并按照RTCM標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議編寫主偽衛(wèi)星的導(dǎo)航電文；將 該導(dǎo)航電文通過主偽衛(wèi)星的偽衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器發(fā)射至偽衛(wèi)星用戶機(jī)； ⑤ 偽衛(wèi)星用戶機(jī)接收處理所有從偽衛(wèi)星發(fā)射的包含導(dǎo)航電文的從信號(hào)和主偽衛(wèi)星發(fā) 射的包含導(dǎo)航電文的主信號(hào)，獲得偽距測量值和載波測量值，并建立單差或雙差載波相位 測量方程后，基于衛(wèi)星導(dǎo)航RTK解算原理完成單差或雙差載波相位測量方程的厘米級(jí)定 位； 完成偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法。2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，其特征在于：步驟③中主偽 衛(wèi)星和從偽衛(wèi)星之間的鐘差計(jì)算方法具體為：其中：Adt為從偽衛(wèi)星和主偽衛(wèi)星之間的鐘差；為從偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差；為主偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時(shí)間偏差；If 41為從偽衛(wèi)星的偽距測量值；為從偽衛(wèi)星 的自閉環(huán)同步接收機(jī)接收天線和從偽衛(wèi)星的偽衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器發(fā)射天線之間的幾何距離； Pf 4 :為主偽衛(wèi)星的偽距測量值；ΡΓ#為從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機(jī)接收天線和主偽 衛(wèi)星的偽衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生器發(fā)射天線之間的幾何距離；c為光速。3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，其特征在于：步驟⑤中的偽 衛(wèi)星用戶機(jī)建立單差載波相位測量方程為：其中，是對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測量值，波相位測量方程為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量方程為主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值為主偽衛(wèi)星和第i 個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離； 社±為主偽衛(wèi)星同步接收機(jī)的時(shí)間偏差；dtu為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U的時(shí)間偏差；為主偽 衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；：為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之 間的整周模糊度；為主偽衛(wèi)星自閉換同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱 噪聲；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；λ為信號(hào)波長；f 為信號(hào)頻率。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，其特征在于：步驟⑤中的偽 衛(wèi)星用戶機(jī)建立雙差載波相位測量方程為：其中，是雙差載波相位測量值，從偽衛(wèi)星的單差載波相位測量值；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)u對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位 測量方程；為主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值；為主偽衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)u和第i個(gè)從偽 衛(wèi)星之間的幾何距離；為主偽衛(wèi)星和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)u和第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；為主偽衛(wèi)星自閉換同步接 收機(jī)對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)u對(duì)第i個(gè)從偽衛(wèi)星 之間的多徑和熱噪聲；是對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的單差載波相位測量值：為偽衛(wèi)星 用戶機(jī)u對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量方程；為主偽衛(wèi)星的同步接收機(jī)對(duì)第 j個(gè)從偽衛(wèi)星的載波相位測量值；為主偽衛(wèi)星和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的幾何距離為主偽衛(wèi)星和第j個(gè) 從偽衛(wèi)星之間的整周模糊度；為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U和第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的整周模糊 度；為主偽衛(wèi)星自閉換同步接收機(jī)對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲：為偽衛(wèi)星用戶機(jī)U對(duì)第j個(gè)從偽衛(wèi)星之間的多徑和熱噪聲；λ為信號(hào)波長；f為信號(hào)頻率。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，其特征在于：所述的主偽衛(wèi) 星和從偽衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)相同。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位方法，涉及衛(wèi)星導(dǎo)航與無線電定位領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括：一、構(gòu)建偽衛(wèi)星厘米級(jí)定位系統(tǒng)；二、主偽衛(wèi)星向所有從偽衛(wèi)星發(fā)射主信號(hào)，所有從偽衛(wèi)星向主偽衛(wèi)星發(fā)射從信號(hào)；三、從偽衛(wèi)星將自閉環(huán)同步接收機(jī)計(jì)算主從偽衛(wèi)星之間的鐘差并寫入導(dǎo)航電文，將該導(dǎo)航電文發(fā)射至主偽衛(wèi)星；四、主偽衛(wèi)星接收所有從信號(hào)，獲得偽距測量值和載波測量值，按照RTCM標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議編寫導(dǎo)航電文；五、偽衛(wèi)星用戶機(jī)接收所有從信號(hào)和主信號(hào)，獲得偽距測量值和載波測量值后，建立單差或雙差測量方程，基于衛(wèi)星導(dǎo)航RTK解算原理完成整周模糊度解算和厘米級(jí)定位。通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)偽衛(wèi)星的高精度定位，并具有成本低、簡單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01S19/33, G01S19/42
【公開號(hào)】CN105182382
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510473473
【發(fā)明人】甘興利, 蔚保國
【申請(qǐng)人】中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日