一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法技术

本发明专利技术公开了一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，方法包括如下步骤：步骤S1：根据室内地形特征，每间隔一定区域布设一套伪卫星，形成定位小区，一套伪卫星将模拟八颗在轨卫星；步骤S2：根据管理中心接收的信号，获取可见GNSS卫星的PRN号和星历信息，将PRN号和星历信息调控到各套伪卫星中；步骤S3：将调控后的伪卫星进行处理后，每套伪卫星模拟并发射预设时间和整个区域中心坐标的位置的卫星信号；解决了以往技术中难以实现室内定位、室内外信号的无缝切换、定位精度和成本之间的平衡的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法
本专利技术涉及室内导航领域，特别是一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法。
技术介绍
随着以卫星为基础的定位服务应用在室外的成功实现，挑战已经逐渐转化为在室内环境下提供此类定位服务。室内定位具有广泛的市场价值，尤其是在大型商业体地下室、会展中心等人口活动密集区域，需要在室内密闭空间内为用户提供导航定位服务。由于室外卫星定位服务的普及，用户已经习惯于室外定位的相关特性。所以完善的室内定位服务应该同时具备兼容性高、可植入型强、定位精度可控和硬件成本低的优点。另一方面，GNSS信号本身是一种电磁波信号，它具有电磁波特性的所有特性，比如比较脆弱易受干扰等；在室内环境中，由于钢筋混泥土的阻挡，室内GNSS接收机通常都难以接收到GNSS信号，导致GNSS系统难以在室内为用户提供定位导航服务。为此，逐渐形成了Wi-Fi、蓝牙和UWB等多种室内定位方案。其中Wi-Fi和蓝牙室内定位技术具备可植入型强的优势，而UWB方案的定位精度较高。这些室内定位方案解决了室内定位中的一些问题，但是都难以实现室内外信号的无缝切换、定位精度和成本之间的平衡。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，解决了以往技术中难以实现室内定位、室内定位、室内外信号的无缝切换、定位精度和成本之间的平衡的问题。本专利技术采用的技术方案是，一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，方法包括如下步骤：步骤S1：根据室内地形特征，每间隔一定区域布设一套伪卫星，形成定位小区，一套伪卫星将模拟八颗在轨卫星；步骤S2：根据管理中心接收的信号，获取可见GNSS卫星的PRN号和星历信息，将PRN号和星历信息调控到各套伪卫星中；步骤S3：将调控后的伪卫星进行处理后，每套伪卫星模拟并发射预设时间和整个区域中心坐标的位置的卫星信号；步骤S4：根据每套伪卫星模拟和发射的卫星信号，调控每套伪卫星中八颗伪卫星信号的强度，并形成载噪比指纹；信号强度序列与伪卫星所在点位的位置信息形成一一映射的关系；步骤S5：接收伪卫星信号后，获取伪卫星信号的载噪比指纹；步骤S6：根据位置信息与载噪比指纹的映射关系，确定当前用户区域的中心坐标；步骤S7：利用惯性导航，确定用户在小区内的坐标。优选地，步骤S2包括如下步骤：步骤S21：通过网络获取GNSS卫星的历书信息，通过历书信息评估该区域内可见GNSS卫星；步骤S22：根据可见GNSS卫星，选择出GDOP良好的卫星号组合，并将卫星号组合的PRN号调控到各套伪卫星中；步骤S23：根据GNSS卫星信号，在历书中截取对应卫星号的简易星历信息，将简易星历信息调控到各套伪卫星中。优选地，步骤S21历书评估准则为，若俯仰角大于5°，则为可见GPS卫星。优选地，步骤S3包括如下步骤：步骤S31：根据星历信息和卫星轨道理论解算GNSS卫星在WGS-84坐标系下的坐标；步骤S32：将每套伪卫星模拟信号的预设定位点位置设置为该伪卫星所在定位小区的中心；步骤S33：根据GNSS卫星坐标和预设区域中心的坐标，解算在轨卫星预设区域中心的时延参数；步骤S34：对时延参数进行电离层和对流层的矫正，得到矫正后的时延参数；步骤S35：将矫正后的时延参数转换为码相位参数和多普勒参数；步骤S36：对相位参数和多普勒参数进行頻移转换，得到载波、C/A码和导航电文的频率控制字和NCO相位；步骤S37：根据载波、C/A码和导航电文的频率控制字和NCO相位，经过频率合成技术生成对应的伪卫星信号，并通过射频端发送。优选地，步骤S4包括如下步骤：步骤S41：将信号强度划分为高、中和低三挡，每档信号强度之间的差值相同；步骤S42：根据三种档位的信号强度，调整每套伪卫星中八路信号的信号强度，形成信号强度指纹；步骤S43：将信号强度指纹与伪卫星预设的定点位置信息相对应，形成一一映射的关系。优选地，步骤S6包括如下步骤：步骤S61：接收到卫星信号后，通过捕获跟踪，可以解析卫星的信号强度，形成载噪比指纹；步骤S62：根据不同接收机载噪比指纹的绝对强度不同，载噪比之间的相对差值相同，将载噪比指纹映射为定位坐标。优选地，步骤S7包括如下步骤：步骤S71：得到定位坐标后，根据接收机中的惯性传感器，可以初步确定用户在定位小区内的坐标；步骤S72：根据用户由一个小区进入另一个定位小区，定位模块将输出更新的坐标，根据输出更新的坐标推测出用户的运动速度；步骤S73：根据推测出的用户的速度信息，结合惯性导航推测的用户坐标，推测下一时刻用户在小区内的坐标。本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的有益效果如下：该基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法通过使用伪卫星模拟同一时刻待定位区域GPS卫星信号，使室内外接受的卫星信号相同，实现室内外的无缝切换；且建立了伪卫星相对载躁比指纹与小区定位坐标的映射关系。其改善了目前室内导航定位技术的缺陷，具有硬件成本低，定位精度高，用户体验良好的特点。附图说明图1为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的总流程图。图2为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的步骤S2流程图。图3为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的步骤S3流程图。图4为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的步骤S4流程图。图5为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的步骤S6流程图。图6为本专利技术一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法的步骤S7流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，方法包括如下步骤：步骤S1：根据室内地形特征，每间隔一定区域布设一套伪卫星，形成定位小区，一套伪卫星将模拟八颗在轨卫星；步骤S2：根据管理中心接收的信号，获取可见GNSS卫星的PRN号和星历信息，将PRN号和星历信息调控到各套伪卫星中；步骤S3：将调控后的伪卫星进行处理后，每套伪卫星模拟并发射预设时间和整个区域中心坐标的位置的卫星信号；步骤S4：根据每套伪卫星模拟和发射的卫星信号，调控每套伪卫星中八颗伪卫星信号的强度，并形成载噪比指纹；信号强度序列与伪卫星所在点位的位置信息形成一一映射的关系；步骤S5：接收伪卫星信号后，获取伪卫星信号的载噪比指纹；步骤S6：根据位置信息与载噪比指纹的映射关系，确定当前用户区域的中心坐标；步骤S7：利用惯性导航，确定用户在小区内的坐标。如图2所示，步骤S2包括如下步骤：步骤S21：通过网络获取GNSS卫星的历书信息，通过历书信息评估该区域内可见GNSS卫星；步骤S22：根据可见GNSS卫星，选择出GDOP良好的卫星号组合，并将卫星号组合的PRN号调控到各套伪卫星中；步骤S23：根据GNSS卫星信号，在历书中截取对应卫星号的简易星历信息，将简易星历信息调控到各套伪卫星中。本方案的历书评估准则为，若俯仰角大于5°，则为可见GPS卫星。如图3所示，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：根据室内地形特征，每间隔等间距布设一套伪卫星，形成定位小区，一套伪卫星将模拟八颗在轨卫星；步骤S2：根据管理中心接收的信号，获取可见GNSS卫星的PRN号和星历信息，将PRN号和星历信息调控到各套伪卫星中；步骤S3：将调控后的伪卫星进行处理后，通过每套伪卫星模拟并发射预设时间和整个区域中心坐标的位置的卫星信号；步骤S4：根据每套伪卫星模拟和发射的卫星信号，调控每套伪卫星中八颗伪卫星信号的强度，并形成载噪比指纹；信号强度序列与伪卫星所在点位的位置信息形成一一映射的关系；步骤S5：接收伪卫星信号后，获取伪卫星信号的载噪比指纹；步骤S6：根据位置信息与载噪比指纹的映射关系，确定当前用户区域的中心坐标；步骤S7：利用惯性导航，确定用户在小区内的坐标。

【技术特征摘要】
1.一种基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：根据室内地形特征，每间隔等间距布设一套伪卫星，形成定位小区，一套伪卫星将模拟八颗在轨卫星；步骤S2：根据管理中心接收的信号，获取可见GNSS卫星的PRN号和星历信息，将PRN号和星历信息调控到各套伪卫星中；步骤S3：将调控后的伪卫星进行处理后，通过每套伪卫星模拟并发射预设时间和整个区域中心坐标的位置的卫星信号；步骤S4：根据每套伪卫星模拟和发射的卫星信号，调控每套伪卫星中八颗伪卫星信号的强度，并形成载噪比指纹；信号强度序列与伪卫星所在点位的位置信息形成一一映射的关系；步骤S5：接收伪卫星信号后，获取伪卫星信号的载噪比指纹；步骤S6：根据位置信息与载噪比指纹的映射关系，确定当前用户区域的中心坐标；步骤S7：利用惯性导航，确定用户在小区内的坐标。2.根据权利要求1所述的基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：步骤S21：通过网络获取GNSS卫星的历书信息，通过历书信息评估该区域内可见GNSS卫星；步骤S22：根据可见GNSS卫星，选择出GDOP良好的卫星号组合，并将卫星号组合的PRN号调控到各套伪卫星中；步骤S23：根据GNSS卫星信号，在历书中截取对应卫星号的简易星历信息，将简易星历信息调控到各套伪卫星中。3.根据权利要求1所述的基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，其特征在于，所述步骤S21历书评估准则为，若俯仰角大于5°，则为可见GNSS卫星。4.根据权利要求1所述的基于伪卫星载躁比指纹的室内导航方法，其特征在于，所述步骤S3包括如下步骤：步骤S31：根据星历信息和卫星轨道理论解算GNSS卫星在WGS-84坐标系下的坐标；步骤S32：将每套伪卫星模拟信号的预设定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炫熹，李中传，肖文平，罗茂根，杨学彬，
申请(专利权)人：格星微电子科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51