[发明专利]一种地基高精度区域定位导航系统及方法

权利要求书

1.一种地基高精度区域定位导航系统，其特征在于：

1)若干个分布式导航基站，各导航基站分布在服务区域的不同位置，各导航基站都具备导航信号播发功能，每个导航基站均配有发射和接收天线，实现导航信号的播发和接收；各个导航基站具有不同的站点编码，导航基站包括导航信号生成单元、时间同步单元、时频基准单元、宽带上变频单元、宽带下变频单元、发射天线以及接收天线；

所述时间同步单元用于与基准站进行时间频率比对，时间同步单元由时频信息处理模块以及导航信号处理模块组成；所述时频基准单元产生导航基站本地时间与频率基准；接收天线用于接收基准站或/和扩展基准站播发的导航信号，接收到的导航信号经由宽带下变频单元转换为中频信号，导航信号处理模块测量出接收到的导航信号中对应站点的本地时间与导航基站本地时间的时间频率差，时频信息处理模块将时间频率差与接收到的导航信号中对应站点测得的导航基站与接收到的导航信号中对应站点本地时间的时间差生成导航信号频率及相位调整量，并将导航信号频率及相位调整量发送给导航信号生成单元扩频序列发生器以及载波频率发生器，用以调整扩频码及载波信号的频率与相位；

所述导航信号生成单元生成中频导航信号，导航信号生成单元由扩频序列发生器、载波频率发生器、导航电文生成模块以及信号调制模块组成；扩频序列发生器根据设定的站点编号、码组和工作时隙表产生相应的伪码序列，产生的伪码序列与载波频率发生器产生的载波信号以及导航电文生成模块生成的导航电文信息一起送入信号调制模块完成信号调制，调制产生的中频导航信号发送给宽带上变频单元完成射频调制，射频调制后的导航基站导航信号经发射天线播发出去；

2)基准站，各导航基站与基准站之间采用双向时间同步方法实现导航基站之间的时间同步，基准站具有GNSS时间参考功能。

2.根据权利要求1所述的地基高精度区域定位导航系统，其特征在于：若干个导航基站的设立能够实现用户接收机进入服务区域内后，在服务区域的任何位置都能够同时接收到N个以上的导航基站发出的信号，N≥4；

基准站能够与全球卫星导航系统实现时间同步；基准站与导航基站能够实现导航信号的双向传递；基准站在无线时间同步模式下为各导航基站提供时间频率参考，实现基准站与各导航基站之间的时间同步；服务区域内的各导航基站完成与基准站时间同步后，用户接收机开始接收各导航基站的导航信号，并进行高精度定位。

3.根据权利要求1或2所述的地基高精度区域定位导航系统，其特征在于：当存在导航基站与基准站不可视时，在服务区域内增设一个以上的扩展基准站，扩展基准站通过基准站授时，扩展基准站与基准站之间采用双向时间同步方式实现时间同步，与基准站不可视的导航基站与扩展基准站之间建立双向连接，完成站间时间同步。

4.根据权利要求3所述的地基高精度区域定位导航系统，其特征在于：基准站具有其对应的站点编码，所述基准站包括导航信号生成单元、时间同步单元、时频基准单元、GNSS授时单元、宽带上变频单元、宽带下变频单元、发射天线以及接收天线；

所述GNSS授时单元接收GNSS的时间信息，GNSS授时单元将GNSS的时间信息传送给时频基准单元，时频基准单元产生与GNSS时间同步的基准站本地时间以及频率基准；

基准站的时间同步单元用于与导航基站进行时间频率比对，时间同步单元由时间信息处理模块以及导航信号处理模块组成；所述时频基准单元产生基准站本地时间与频率基准；接收天线用于接收扩展基准站或/和导航基站播发的导航信号，接收的导航信号经由宽带下变频单元转换为中频信号，导航信号处理模块测量出接收到的导航信号中对应站点的本地时间与基准站本地时间的时间差，时间信息处理模块将测得的时间差发送给导航信号生成单元中的导航电文生成模块生成导航电文，最终以导航电文的形式发送给导航基站用于时间同步；

基准站中的导航信号生成单元生成中频导航信号，导航信号生成单元由扩频序列发生器、载波频率发生器、导航电文生成模块以及信号调制模块组成；扩频序列发生器根据设定的基准站站点编号、码组和工作时隙表产生相应的伪码序列，产生的伪码序列与载波频率发生器产生的载波信号以及导航电文生成模块生成的导航电文信息一起送入信号调制模块完成信号调制，调制产生的中频导航信号发送给宽带上变频单元完成射频调制，射频调制后的基准站导航信号经发射天线播发出去。