[发明专利]遮挡场景下的伪卫星降维定位方法、系统及其相关组件

说明书

本发明公开了遮挡场景下的伪卫星降维定位方法、系统及其相关组件，该方法包括：获取在遮挡场景下伪卫星在参考直角坐标系下的三维坐标；根据接收机的线性移动轨迹，结合地图匹配的方式固定接收机在所述参考直角坐标系下的其中一水平轴坐标，以及根据先验信息确定接收机在所述参考直角坐标系下的z轴坐标；其中，所述遮挡场景下沿目标水平轴方向布设有多个伪卫星；基于伪卫星的三维坐标以及接收机的z轴坐标和其中一水平轴坐标，利用最小二乘算法解算接收机的目标水平轴坐标。本发明通过地图匹配获得定位初始信息识别定位范围，进而通过减少待解算坐标个数降低定位状态量维数，从而提高定位精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及伪卫星技术领域，尤其涉及遮挡场景下的伪卫星降维定位方法、系统及其相关组件。

背景技术

目前，全球卫星导航系统(GNSS)发展已经比较成熟，包括GPS、GLONASS、Beidou、Galileo等四大全球卫星导航系统，QZSS、IRNSS等区域导航系统。上述系统可以满足大部分室外场景下的定位、导航、授时需求。但是，GNSS系统卫星轨道高，以提供广域服务为基本目标，到达用户的信号强度低，导致导航信号很容易被遮挡，特别是对于城市峡谷、室内、地下、隧道、水下等区域，卫星导航信号完全被遮挡，无法提供导航服务。伪卫星技术是解决室内、地下、隧道、水下等多种卫星导航信号遮挡场景下定位问题的一种有效方法。伪卫星系统采用与卫星导航系统相同的技术原理，在上述场景中布设若干导航信号发射设备，发射与真实导航卫星信号体制相同的无线电信号，对无卫星导航信号的区域进行覆盖。终端通过接收伪卫星节点发射的信号，完成距离测量，进而实现高精度定位。伪卫星技术可支持手机、车载等各类普通GNSS终端在卫星导航信号遮挡场景下直接完成定位，无需进行硬件升级，所需系统升级成本较低，

但是，一般情况下，室内、地下、隧道、水下等各类卫星导航信号遮挡场景环境复杂，多径影响非常严重，L1伪码测距的多径误差可能到10m量级，L5伪码测距的多径误差也会达到米量级，即使采用载波平滑伪距的方法多径误差也在米量级，相对于室内伪卫星定位场景中接收机与伪卫星之间几米到几十米的距离范围，多径误差甚至大于实际伪距值，这将导致基于伪卫星的室内定位精度严重下降，在定位初值配置不合理的情况下甚至导致定位解算方程奇异。

发明内容

本发明实施例提供了遮挡场景下的伪卫星降维定位方法、系统及其相关组件，旨在解决现有技术中遮挡场景下伪卫星定位精度不高的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种遮挡场景下的伪卫星降维定位方法，包括：

获取在遮挡场景下伪卫星在参考直角坐标系下的三维坐标；

根据接收机的线性移动轨迹，结合地图匹配的方式固定接收机在所述参考直角坐标系下的其中一水平轴坐标，以及根据先验信息确定接收机在所述参考直角坐标系下的z轴坐标；其中，所述遮挡场景下沿目标水平轴方向布设有多个伪卫星；

基于伪卫星的三维坐标以及接收机的z轴坐标和其中一水平轴坐标，利用最小二乘算法解算接收机的目标水平轴坐标。

第二方面，本发明实施例提供了一种遮挡场景下的伪卫星降维定位系统，其包括：

三维坐标获取单元，用于获取在遮挡场景下伪卫星在参考直角坐标系下的三维坐标；

轴坐标确定单元，用于根据接收机的线性移动轨迹，结合地图匹配的方式固定接收机在所述参考直角坐标系下的其中一水平轴坐标，以及根据先验信息确定接收机在所述参考直角坐标系下的z轴坐标；其中，所述遮挡场景下沿目标水平轴方向布设有多个伪卫星；

目标水平轴坐标解算单元，用于基于伪卫星的三维坐标以及接收机的z轴坐标和其中一水平轴坐标，利用最小二乘算法解算接收机的目标水平轴坐标。