一种兼容RNSS的室内外增强定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及卫星导航领域，公开一种兼容RNSS的室内外增强定位系统及方法，包括时间同步分系统、数据服务及控制分系统、信号生成分系统、信号接收和定位分系统；时间同步分系统为所述信号生成分系统提供基准时间、秒脉冲和基准频率；数据服务及控制分系统为信号生成分系统提供信号生成参数，信号生成分系统生成并发射兼容RNSS导航信号；信号接收和定位分系统接收导航信号，从数据服务及控制分系统或所述导航信号中获取定位参数，实现定位。在不改变信号接收终端硬件情况下，既可接收室外的真实RNSS信号，也可接收室内的导航信号，还可通过兼容室内外的RNSS信号进行组合定位，提高用户体验度。

An indoor and outdoor enhanced positioning system and method compatible with RNSs

【技术实现步骤摘要】
一种兼容RNSS的室内外增强定位系统及方法
本专利技术涉及导航领域，尤其涉及一种兼容RNSS的室内外增强定位系统及方法。
技术介绍
卫星导航系统应用越来越广泛，并且已经成为智能手机、车载导航仪等必不可少的功能。然而，卫星导航信号因建筑物的遮挡效应，无法穿透建筑物墙壁，从而使卫星导航接收终端失去定位功能。目前，常见有在室内设置转发信号，但用户无法获取真实确切位置；还有的需要专用接收机才可以接收室内的再生导航信号；因此，如何在智能手机、车载导航仪等卫星导航接收终端不改变硬件的前提下，仍能在地下停车场、商场、地铁、隧道等室内环境下实时知道自身所在的位置，以得到自己与目的地的行驶路径，或其他位置服务，成为智慧城市亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种可在智能手机、车载导航仪等移动终端的硬件模块不变动的条件下，实现室内定位的伪卫星定位系统及方法。本专利技术提供一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其实现方案如下：一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，包括时间同步分系统、数据服务及控制分系统、信号生成分系统、信号接收和定位分系统；所述时间同步分系统为所述信号生成分系统提供基准时间、秒脉冲和基准频率；所述数据服务及控制分系统控制信号生成分系统的信号生成，并提供信号生成参数；所述信号生成分系统基于所述基准时间、秒脉冲和基准频率、所述信号生成参数，生成并发射兼容RNSS的导航信号；信号接收和定位分系统接收导航信号，从数据服务及控制分系统或所述导航信号中获取定位参数，实现定位，所述导航信号包括信号生成分系统产生的兼容RNSS导航信号和/或真实RNSS信号。进一步地，所述时间同步分系统为所述数据服务及控制分系统控制信号生成分系统提供时间基准。进一步地，所述时间同步分系统包括RNSS接收天线、RNSS接收设备、时钟驯服设备；所述RNSS接收设备通过所述RNSS接收天线接收真实RNSS信号，输出UTC时间、秒脉冲，所述时钟驯服设备对本地时钟进行驯服，形成与真实RNSS导航信号时间同步的本地基准时间、秒脉冲和/或基准频率，并以有线或无线方式将所述本地基准时间、秒脉冲和/或基准频率传递至数据服务及控制分系统、信号生成分系统。进一步地，所述数据服务及控制分系统包括数据服务单元和控制单元；所述数据服务单元为信号生成分系统提供信号生成参数，为信号接收和定位分系统提供定位所需的定位参数；所述控制单元控制所述卫星导航增强信号的开关及发射功率控制。进一步地，所述信号生成分系统包括至少一个信号生成发射单元，所述信号发射单元基于时间同步分系统提供的基准频率和/或基准时间、数据服务及控制分系统提供的信号生成参数，生成并发射符合RNSS信号规范的导航信号。进一步地，所述信号生成发射单元包括相互连接的基带模块、上变频及功率控制模块、发射天线，所述信号生成发射单元至少可以发射一个卫星导航系统的一个导航频段的一颗卫星导航信号。进一步地，所述信号生成发射单元还可包括一计算模块，计算所述信号生成参数并生成所述基带模块所需的数据。进一步地，所述信号接收和定位分系统包括RNSS信号接收模块，所述RNSS信号接收模块接收真实RNSS信号和/或信号生成分系统发射的兼容RNSS信号的导航信号，进行定位。进一步地，所述信号接收和定位分系统包括RNSS信号接收模块和处理单元，所述RNSS信号接收模块接收真实RNSS信号和/或信号生成分系统发射的兼容RNSS信号的导航信号，输出原始观测数据；所述处理单元根据所述原始观测数据和从所述数据服务及控制分系统获取的定位参数，进行定位计算，输出定位结果。进一步地，所述信号生成参数及所述定位参数包括导航电文参数信息和/或信号发射点的位置信息。本专利技术还提供一种兼容RNSS的室内外增强定位方法，所述方法包含以下步骤：S1、建立时间同步分系统和数据服务及控制分系统，接收真实的RNSS卫星导航信号，在本地建立与RNSS同步的时间基准和频率基准，存储生成导航增强信号和定位计算所需的相关参数；S2、在需要提供导航增强服务的区域，布设信号生成分系统，包含若干信号生成发射单元，信号生成发射单元从数据服务及控制分系统获取产生导航信号所需的参数，根据信号生成控制指令，生成兼容RNSS导航信号；S3、待定位的信号接收终端接收导航信号，所述导航信号包括信号生成分系统产生的兼容RNSS导航信号和/或真实RNSS信号，输出原始的观测数据和/或定位结果。进一步地，还包括步骤S4、待定位的信号接收终端中的处理软件依据所述原始的观测数据，并从数据服务及控制分系统获取定位相关参数，进行定位计算，输出定位结果。进一步地，信号发射单元可以发射固定伪距的符合RNSS信号规范的导航信号；也可根据导航卫星的轨道参数发射距离可变的符合RNSS信号规范的导航信号。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过建立时间同步分系统和数据服务及控制分系统，接收真实的RNSS卫星导航信号，在本地建立与RNSS同步的时间基准和频率基准，存储生成导航增强信号和定位计算所需的相关参数；在需要提供导航增强服务的区域，布设信号生成分系统，包含若干信号生成发射单元，所述信号生成发射单元生成并发射兼容RNSS的导航信号，信号生成发射单元从数据服务单元获取产生导航增强信号所需的参数，根据信号生成控制指令，生成兼容RNSS的导航信号；信号接收终端接收导航信号，所述导航信号包括信号生成分系统产生的兼容RNSS导航信号和/或真实RNSS信号，输出原始的观测数据和/或定位结果。本专利技术可以实现在不改变信号接收终端硬件情况下，实现既可以接收室外的真实RNSS信号进行定位，也可以兼容接收室内的导航信号进行定位，还可以通过兼容室内外的RNSS信号进行组合定位，精确定位，提高用户的体验度，满足智慧城市的需求。附图说明图1为本专利技术实施例的系统示意图；图2为本专利技术实施例的系统示意图；图3为本专利技术实施例的系统示意图；图4为本专利技术实施例的信号生成发射单元示意图；图5为本专利技术实施例的系统示意图；图6为本专利技术实施例的局部控制示意图；图7为本专利技术实施例的信号生成方法流程图；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术中，RNSS(RadioNavigationSatelliteSystem)是一种服务于用户位置确定的卫星无线电导航业务。如图1所示，一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，包括时间同步分系统、数据服务及控制分系统、信号生成分系统、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，包括时间同步分系统、数据服务及控制分系统、信号生成分系统、信号接收和定位分系统；所述时间同步分系统为所述信号生成分系统提供基准时间、秒脉冲和基准频率，所述数据服务及控制分系统控制信号生成分系统的信号生成，并提供信号生成参数；所述信号生成分系统基于所述基准时间、秒脉冲和基准频率、所述信号生成参数，生成并发射兼容RNSS的导航信号；信号接收和定位分系统接收导航信号，从数据服务及控制分系统或所述导航信号中获取定位参数，实现定位，所述导航信号包括信号生成分系统产生的兼容RNSS导航信号和/或真实RNSS信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，包括时间同步分系统、数据服务及控制分系统、信号生成分系统、信号接收和定位分系统；所述时间同步分系统为所述信号生成分系统提供基准时间、秒脉冲和基准频率，所述数据服务及控制分系统控制信号生成分系统的信号生成，并提供信号生成参数；所述信号生成分系统基于所述基准时间、秒脉冲和基准频率、所述信号生成参数，生成并发射兼容RNSS的导航信号；信号接收和定位分系统接收导航信号，从数据服务及控制分系统或所述导航信号中获取定位参数，实现定位，所述导航信号包括信号生成分系统产生的兼容RNSS导航信号和/或真实RNSS信号。


2.根据权利要求1所述的一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，所述时间同步分系统为所述数据服务及控制分系统控制信号生成分系统提供时间基准。


3.根据权利要求1所述的一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，所述时间同步分系统包括RNSS接收天线、RNSS接收设备、时钟驯服设备；所述RNSS接收设备通过所述RNSS接收天线接收真实RNSS信号，输出UTC时间、秒脉冲，所述时钟驯服设备对本地时钟进行驯服，形成与真实RNSS导航信号时间同步的本地基准时间、秒脉冲和/或基准频率，并以有线或无线方式将所述本地基准时间、秒脉冲和/或基准频率传递至数据服务及控制分系统、信号生成分系统。


4.根据权利要求1所述的一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，所述数据服务及控制分系统包括数据服务单元和控制单元；所述数据服务单元为信号生成分系统提供信号生成参数，为信号接收和定位分系统提供定位所需的定位参数；所述控制单元控制所述卫星导航增强信号的开关及发射功率控制。


5.根据权利要求1所述的一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，所述信号生成分系统包括至少一个信号生成发射单元，所述信号发射单元基于时间同步分系统提供的基准频率和/或基准时间、数据服务及控制分系统提供的信号生成参数，生成并发射符合RNSS信号规范的导航信号。


6.根据权利要求5所述的一种兼容RNSS的室内外增强定位系统，其特征在于，所述信号生成发射单元包括相互连接的基带模块、上变频及功率控制模块、发射天线，所述信号生成发射单元至少可以发射一个卫星导航系统的一个导航频段的一颗卫星导航信号。


7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：明德祥，刘志俭，钟小鹏，
申请(专利权)人：长沙北斗产业安全技术研究院有限公司，湖南矩阵电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43