[发明专利]一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法

权利要求书

1.一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，包括：

步骤1：建立历史训练数据集，从基站处和城市峡谷处采集GNSS数据，结合GNSS数据对卫星信号接收类型进行标定，所述卫星信号接收类型分为视距信号LOS、非视距信号NLOS和多路径信号Multipath，将卫星信号载噪比C/N₀、卫星高度角θ和卫星信号接收类型组成历史训练数据集；

步骤2：采用机器学习算法深度森林，对所述历史训练数据集进行挖掘，生成卫星信号接收类型判断法则；

步骤3：从城市峡谷采集GNSS数据，使用深度森林预测卫星信号接收类型，结合加权最小二乘进行定位解算。

2.根据权利要求1所述的一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1.1：利用菲涅尔区进行卫星信号接收类型判断；

步骤1.2：利用最大相关峰进行卫星信号接收类型判断；

步骤1.3：结合步骤1.1和步骤1.2综合决策卫星信号接收类型。

3.根据权利要求2所述的一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，所述步骤1.1中通过判断卫星信号传播的第一菲涅尔区在建筑物表面的投影与建筑物墙面重叠比例是否大于50％来确定卫星信号接收类型；当重叠比例小于50％、卫星未被建筑物遮挡，则判定卫星信号接收类型为视距信号LOS；当重叠比例大于等于50％、卫星被建筑物遮挡，则判定卫星信号接收类型为非视距信号NLOS；当重叠比例大于等于50％、卫星未被建筑物遮挡，则判定卫星信号接收类型为多路径信号Multipath。

4.根据权利要求3所述的一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，所述步骤1.2中绘制卫星信号关于多普勒频移和码延迟的3D相关函数图像，记n为0.1s内的卫星信号相关函数图像中局部最大相关峰的数量，α为判断卫星信号是否为多路径信号Multipath的阈值，当nα时，判定该卫星信号为多路径信号Multipath，否则判定为视距信号LOS。

5.根据权利要求4所述的一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，所述步骤1.3中当步骤1.1和步骤1.2对卫星信号接收类型判定一致时，则对该卫星信号标定接收类型；当步骤1.1判定卫星信号为视距信号LOS、步骤1.2判定该卫星信号为多路径信号Multipath，则标定该卫星信号为多路径信号Multipath；当步骤1.1判定卫星信号为多路径信号Multipath、步骤1.2判定该卫星信号为视距信号LOS，则标定该卫星信号为视距信号LOS；当步骤1.1判定卫星信号为非视距信号NLOS，则标定该卫星信号为非视距信号NLOS。

6.根据权利要求3所述的一种城市峡谷内基于GNSS信号精确分类的加权定位方法，其特征在于，所述步骤1.1中计算卫星信号传播的第一菲涅尔区在建筑物表面的投影与建筑物墙面重叠比例的步骤包括：

步骤1.1.1：建立一个由建筑物表面的法线和竖直向上的单位向量构成的坐标系记A点为GNSS接收机所在位置，S点为卫星所在位置，A’为A点关于建筑物表面镜像位置的点，D为A点与A’点连线与建筑物表面的交点，d为AD点之间的距离，R点为A’与S连线与建筑物表面的交点，为R点到卫星S点的向量，为R点到接收机A点的向量，为卫星S点到接收机A点的向量，a和b为第一菲涅尔区在建筑物表面截面的长半轴和短半轴；

步骤1.1.2：计算出第一菲涅尔区在建筑物表面投影的椭圆形的长半轴a、短半轴b及椭圆形面积S：

S＝πab

其中为椭圆形长半轴向量，和分别为长半轴和短半轴的单位方向向量，a和b分别为长半轴和短半轴长度，λ为接收到GNSS信号的波长，β为R点到卫星S点的单位方向向量与建筑物表面的夹角，R点到卫星S点的单位方向向量

步骤1.1.3：计算第一菲涅尔区面积与建筑物表面的重叠比例，即结合3D模型，信号传播的第一菲涅尔区在建筑物表面的这一平面投射到建筑物表面上的面积与第一菲涅尔区的椭圆形面积之比。