[发明专利]一种室内定位系统

说明书

本发明公开了一种室内定位系统，其包括北斗有源信标、北斗伪卫星、后台服务器以及北斗无源用户终端，北斗有源信标在北斗上行信道中发射测量信号，北斗伪卫星在北斗下行信道中发射测距信号，北斗伪卫星根据测量信号计算得到参数组，后台服务器根据该参数组来构建北斗伪卫星固定散射点模型；北斗无源用户终端根据测距信号、北斗伪卫星固定散射点模型和北斗伪卫星的三维位置解算出自身的三维位置。本发明通过北斗上行信道和北斗下行信道来实现对室内空间的信道的测量，从而有效提高室内定位精度。

技术领域

本发明涉及定位领域，特别是指一种室内定位系统。

背景技术

北斗卫星导航系统可以在室外空旷环境中提供精准的定位服务，然而室内是北斗信号的盲区，无法定位。近年来北斗伪卫星技术成为一种解决室内定位问题的热点方案，其基本原理为在室内布设播发北斗导航信号的伪卫星设备，从而实现北斗信号的室内覆盖。然而，与室外空旷环境相比，室内可布设的伪卫星数量有限，可见卫星数量远小于室外环境；室内空间中的多径效应明显，严重影响室内定位精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度的室内定位系统。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种室内定位系统，其包括：

北斗有源信标，其数量至少为一个并布设在室内空间中；所述北斗有源信标在北斗上行信道中发射测量信号；

北斗伪卫星，其布设在室内空间中；北斗伪卫星在北斗下行信道中发射测距信号，北斗伪卫星还接收处理北斗上行信道中的测量信号以计算得到构建北斗伪卫星固定散射点模型所需的参数组，北斗伪卫星中存储有北斗伪卫星的三维坐标信息和各北斗有源信标的三维坐标信息；

后台服务器，其与北斗伪卫星通信连接；后台服务器用于获取北斗伪卫星计算得到的参数组并根据该参数组来构建北斗伪卫星固定散射点模型，后台服务器中存储有北斗伪卫星的三维坐标信息；

北斗无源用户终端，其与后台服务器通信连接；北斗无源用户终端接收北斗下行信道中的测距信号并获取后台服务器构建的北斗伪卫星固定散射点模型和北斗伪卫星的三维坐标信息，北斗无源用户终端根据接收到的测距信号、获取的北斗伪卫星固定散射点模型和北斗伪卫星的三维坐标信息解算出自身的三维位置。

所述北斗有源信标在北斗上行信道中发射的测量信号为S_UL(t)；

式(1)中，N定义为测量信号S_UL(t)的子载波数量，k为测量信号S_UL(t)的各子载波的编号，j为虚数；

所述北斗伪卫星在北斗下行信道中发射的测距信号为S_DL；

式(2)中，i表示北斗下行信道的不同频段的编号，j为虚数，P_i为第i频段的信号功率，D_i为第i频段的导航电文，C_i为第i频段的测距码，f_i为第i频段的中心频率，θ_i为第i频段的初始相位；

所述北斗伪卫星在北斗上行信道中接收到的测量信号为y(t)：

式(3)中，m表示不同的多路径信号的编号，α_m为第m路径信号的路径衰减，τ_m为第m路径信号的路径传播延迟，ω(t)为热噪声；

所述北斗伪卫星构建的参数组为{α_m，τ_m|0≤m≤G}；其中m＝0表示直达路径信号，G表示北斗伪卫星的最大时延感知范围；