一種室內(nèi)偽衛(wèi)星自閉環(huán)時間同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及室內(nèi)和隧道定位領(lǐng)域，特別是一種室內(nèi)偽衛(wèi)星自閉環(huán)時間同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，室內(nèi)定位的需求越來越迫切，人們希望能夠在大型商場、公共場所、較長的 高速隧道等知道自身所在的位置。
[0003] 以北斗和GPS為代表的衛(wèi)星導航系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，并且已經(jīng)成為智能手機、 車載導航儀等必不可少的功能。然而，衛(wèi)星導航信號因建筑物的遮擋效應(yīng)，無法穿透建筑物 墻壁，從而使衛(wèi)星導航接收機失去定位功能。
[0004] 基于上述原因，需要一種兼容北斗和GPS導航信號的偽衛(wèi)星設(shè)備，可在智能手機、 車載導航儀等配置的北斗/GPS導航芯片軟硬件模塊不變動的條件下，實現(xiàn)室內(nèi)定位的方 法。而偽衛(wèi)星在室內(nèi)面臨的主要問題是時間同步實現(xiàn)方式，本專利提供了一種偽衛(wèi)星之間 的自閉環(huán)時間同步方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：針對偽衛(wèi)星室內(nèi)定位所需的時間同步技術(shù)，設(shè)計一種室內(nèi)偽衛(wèi) 星自閉環(huán)時間同步方法。
[0006] 為了達到上述目的，一種室內(nèi)偽衛(wèi)星自閉環(huán)時間同步方法包括以下步驟：
[0007] ①構(gòu)建零基線自閉環(huán)的室內(nèi)偽衛(wèi)星測量架構(gòu)；所述的室內(nèi)偽衛(wèi)星測量架構(gòu)包括室 內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星，室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星均包括偽衛(wèi)星信號產(chǎn)生器和自 閉環(huán)同步接收機；
[0008] ②室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機同時接收室內(nèi)從偽衛(wèi)星發(fā)射的導航信號和 室內(nèi)主偽衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，根據(jù)室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機輸出的偽距測量值 計算室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星之間的時間偏差；
[0009] ③室內(nèi)從偽衛(wèi)星對室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星之間的時間偏差進行處理，得到 粗鐘差控制字和精鐘差參數(shù)，將粗鐘差控制字發(fā)送給室內(nèi)從偽衛(wèi)星的信號產(chǎn)生器，實現(xiàn)室 內(nèi)偽衛(wèi)星之間粗同步；
[0010] ④室內(nèi)從偽衛(wèi)星將精鐘差參數(shù)寫入室內(nèi)從偽衛(wèi)星的電文，實現(xiàn)室內(nèi)偽衛(wèi)星之間精 同步；
[0011] 完成室內(nèi)偽衛(wèi)星自閉環(huán)時間同步方法。
[0012] 其中，步驟②中室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星之間的時間偏差的計算方法具體 為：
[0013]
[0014] 其中：Adt為室內(nèi)從偽衛(wèi)星和室內(nèi)主偽衛(wèi)星之間的時間偏差；dtPI"K為室內(nèi)從偽 衛(wèi)星的系統(tǒng)時間偏差；為室內(nèi)主偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時間偏差；pf4為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的偽 距測量值；pf4為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機接收天線和室內(nèi)從偽衛(wèi)星的偽衛(wèi)星 信號產(chǎn)生器發(fā)射天線之間的幾何距離；pfd為室內(nèi)主偽衛(wèi)星的偽距測量值；pfd為室內(nèi) 從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機接收天線和室內(nèi)主偽衛(wèi)星的偽衛(wèi)星信號產(chǎn)生器發(fā)射天線之 間的幾何距離；C為光速。
[0015] 其中，步驟③中的粗鐘差控制字包括電文幀控制字、電文字控制字、電文字數(shù)據(jù) 位、擴頻碼控制字和擴頻碼片控制字；精鐘差參數(shù)包括時鐘偏差a0、時鐘偏移al和時鐘偏 移率a2;
[0016] 電文幀控制字N1 =求整數(shù)（Adt/電文幀長度）；
[0017] 電文字控制字N2 =求整數(shù)[(Adt-Nl*電文幀長度）/電文字長];
[0018] 電文字數(shù)據(jù)位N3 =求整數(shù)[(Adt-Nl*電文幀長度-N2*電文字長）/電文數(shù)據(jù)位 長];
[0019] 鐘差剩余量Adtl=Adt-Nl*電文幀長度-N2*電文字長-N3*電文數(shù)據(jù)位長；
[0020] 擴頻碼控制字N4 =求整數(shù)（Adtl/擴頻碼長）；
[0021] 擴頻碼片控制字N5 =求整數(shù)[(Adtl-N4*擴頻碼長）/碼片長];
[0022] 鐘差小數(shù)部分Adt2 =Adtl-N4*擴頻碼長-N5*碼片長；
[0023]Adt2 =aO+al*(t_tO)+a2*(t_tO)2;
[0024] 其中，Adt為室內(nèi)從偽衛(wèi)星和室內(nèi)主偽衛(wèi)星之間的時間偏差，t為當前時亥丨」，tO為 參考時刻。
[0025] 其中，所述的室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)相同。
[0026] 本發(fā)明技術(shù)具有如下優(yōu)點：
[0027] ⑴本發(fā)明采用室內(nèi)偽衛(wèi)星的自閉環(huán)時間同步的數(shù)學處理方法，具有時間同步實 現(xiàn)簡單的優(yōu)點。
[0028](ii)本發(fā)明提出了粗鐘差控制字和精鐘差數(shù)據(jù)的處理方法，使接收機輸出的偽衛(wèi) 星偽距測量值穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的偽衛(wèi)星室內(nèi)定位系統(tǒng)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明的室內(nèi)從偽衛(wèi)星與室內(nèi)主偽衛(wèi)星的時間偏差計算示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明的室內(nèi)從偽衛(wèi)星對室內(nèi)從偽衛(wèi)星與室內(nèi)主偽衛(wèi)星之間的時間偏差 處理示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的描述：
[0033] -種室內(nèi)偽衛(wèi)星自閉環(huán)時間同步方法，包括以下步驟：
[0034] ①在室內(nèi)部署兩顆偽衛(wèi)星并分別發(fā)射導航信號來構(gòu)建零基線自閉環(huán)的室內(nèi)偽衛(wèi) 星測量架構(gòu)；其中，偽衛(wèi)星測量架構(gòu)包括室內(nèi)主偽衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星，室內(nèi)主從偽衛(wèi)星均 由偽衛(wèi)星信號產(chǎn)生器和自閉環(huán)同步接收機組成；
[0035] ②室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機同時接收室內(nèi)從偽衛(wèi)星導航信號和室內(nèi)主 偽衛(wèi)星導航信號，根據(jù)室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機輸出的偽距測量值計算室內(nèi)主偽 衛(wèi)星和室內(nèi)從偽衛(wèi)星之間的時間偏差；圖2是室內(nèi)從偽衛(wèi)星與室內(nèi)主偽衛(wèi)星的時間偏差計 算示意圖，包括以下步驟：
[0036] (201)建立室內(nèi)從偽衛(wèi)星的偽距測量方程如下：
[0037]
[0038] 其中：P/M為對室內(nèi)從偽衛(wèi)星的偽距測量值，由室內(nèi)從偽衛(wèi)星自閉環(huán)同步接收機 觀測量獲得；pf為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機接收天線和室內(nèi)從偽衛(wèi)星的偽衛(wèi) 星信號產(chǎn)生器發(fā)射天線之間的幾何距離，通過事先測量獲得；dk為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán) 同步接收機時間偏差；dtPI"K為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時間偏差；e 為多徑和熱噪聲；c為 光速。
[0039] (202)建立室內(nèi)主偽衛(wèi)星的偽距測量方程如下：
[0040]
[0041] 其中：Pf*為對室內(nèi)主偽衛(wèi)星的偽距測量值，由自閉環(huán)同步接收機觀測量獲得； 為室內(nèi)從偽衛(wèi)星的自閉環(huán)同步接收機接收天線和室內(nèi)主偽衛(wèi)星的偽衛(wèi)星信號產(chǎn)生器 發(fā)射天線之間的幾何距離，通過事先測量獲得；dk為自閉環(huán)同步接收機時間偏差；社^^為 室內(nèi)主偽衛(wèi)星的系統(tǒng)時間偏差；e 為多徑和熱噪聲；c為光速。
[0042] (203)計算室內(nèi)主偽衛(wèi)星與室內(nèi)從偽衛(wèi)星之間的時間偏差。根據(jù)（201)中的室內(nèi) 從偽衛(wèi)星的偽