[发明专利]一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位系统

说明书

本申请公开了一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位系统，其定位方法包括：控制地面站生成并定时发射卫星定轨信号；根据卫星定轨信号对低轨卫星星座中每一个低轨卫星进行轨道和时间校准；控制所有的低轨卫星生成并定时发射卫星定位信号；当地面接收机接收到单个低轨卫星的卫星定位信号时，根据多普勒技术对卫星定位信号进行定位解算，得到定位位置信息。低轨卫星星座的定位方式能够明显降低定位系统的造价成本。

技术领域

本申请涉及卫星定位技术领域，尤其是涉及一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位系统。

背景技术

现代人们熟知的定位系统为GPS、北斗等定位系统，这两种系统均采用伪距定位技术。从原理上讲，地面的接收机首先通过接收卫星的导航报文获取卫星的精确轨道，同时接收多颗卫星带伪码信息的载波，可以得到接收机和卫星之间的伪距离（由于地面和星上存在钟差），然后可以算出接收机的位置，这两种系统的定位精度可达到10米级精度。

但是，采用伪距定位技术的卫星的建造成本高，卫星之间要严格时钟同步，1微秒(us)的钟差就会导致300000000*10^-6=300米的定位误差，所以卫星上装有昂贵的高精度时钟；另外，为了保证轨道的稳定，卫星采用中高轨，卫星造价昂贵；并且必须同时用3颗以上卫星定位。从而导致了卫星在使用伪定位技术时，造价成本居高不下。

发明内容

为了解决卫星定位系统在使用伪定位技术时，造价成本居高不下问题，本申请提供了一种基于低轨卫星星座的定位方法及定位系统。

第一方面，本申请提供一种基于低轨卫星星座的定位方法，采用如下的技术方案：

一种基于低轨卫星星座的定位方法，应用于基于低轨卫星星座的定位系统，所述定位系统包括地面站、低轨卫星星座及地面接收机，所述低轨卫星星座包括多个低轨卫星，定位方法包括：

控制所述地面站生成并定时发射卫星定轨信号；

低轨卫星根据所述卫星定轨信号对所述低轨卫星星座中每一个低轨卫星进行轨道校准；

控制所有的低轨卫星生成并定时发射卫星定位信号；

当所述地面接收机接收到单个低轨卫星的卫星定位信号时，根据多普勒技术对所述卫星定位信号进行定位解算，得到定位位置信息。

通过采用上述技术方案，由于地面站能够实现对每一个低轨卫星的轨道和时间校准，避免了卫星上安装高精度时钟源；由于低轨卫星星座中低轨卫星的轨道低，所以移动速度快，多普勒效应大，只需要根据多普勒技术对单个低轨卫星的卫星定位信号进行定位解算，就能实现定位，相比于3个卫星定位，减少了定位所需的卫星数量；低轨卫星的造价相比于高轨卫星的造价明显减低。因此，利用低轨卫星星座能够明显降低造定位系统的造价成本。

可选的，所述低轨卫星星座具有36个低轨卫星，所有低轨卫星的地倾角均为45度，所有低轨卫星均分分布于同一高度的地球低轨轨道上。

可选的，所述控制所述地面站生成并发射卫星定轨信号，包括：

获取所述低轨卫星星座的卫星数量及地倾角值；

根据所述卫星数量及所述地倾角值，计算得到每个低轨卫星经过所述地面站上方的过境时刻；

控制所述地面站在所述过境时刻内生成并发射卫星定轨信号。

可选的，所述定位方法还包括：

控制所述地面站在所述过境时刻内生成并定时发射卫星定轨信号，所述卫星定轨信号用于校准每一个低轨卫星的时间，并校准每一个低轨卫星的频率。

可选的，所述控制所有的低轨卫星生成并定时发射卫星定位信号，包括：

预先配置卫星定位信号的发射间隔时长及信号格式，所述信号格式包括所述卫星定位信号的信号组成、信号时长及信号带宽；

根据所述信号格式生成卫星定位信号；

根据所述发射间隔时长定时发射所述卫星定位信号。