一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法技术

技术编号:25706875 阅读:58 留言:0更新日期:2020-09-23 02:54
本发明专利技术公开了一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法,包括如下步骤:在GNSS信号接收机信号失锁区域,利用移动载体上UWB传感器对卫星信号失锁区域进行位置定位,并将UWB传感器的定位信息归算到GNSS天线处;利用UWB维持的位置信息与GNSS信号中断前的对流层湿延迟信息作为约束条件,估算GNSS信号重新捕获时GNSS接收机的钟差与载波相位模糊度;将信号重新捕获时估算的GNSS接收机钟和载波相位模糊度作为n+1历元处的卡尔曼滤波预测值,结合随机模型,实现对GNSS精密单点定位导航位置信息的瞬时收敛。本发明专利技术用UWB传感器为GPS导航定位额外提供外部信息,实现GNSS信号再捕获的瞬间收敛,为用户提供厘米级精度的定位服务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法
本专利技术属于导航定位
,具体涉及一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法。
技术介绍
卫星导航定位技术(GNSS)、超宽带定位技术(UWB)。GNSS技术是目前应用广泛的定位技术,在日常生活中,智能手机中GNSS定位技术已深刻影响人类的日常生活。智能手机中利用GNSS伪距进行定位,其精度为米级甚至十几米。对与未来无人驾驶等应用场景,这样的定位精度显然无法满足。利用双差等相对定位技术在导航定位应用场景中也有有弊端,如人烟稀少地区和远海区域无网络通信很难覆盖。利用双差、CORS等相对定位技术很难实现用户的高精度定位。精密单点定位技术(PPP)利用高精度星历、卫星钟可以实现一台接收机厘米级精度的绝对定位。在未来无人驾驶、精准农业等领域具有很高的实用价值。GNSS接收机一旦信号失锁、再重新捕获信号时,PPP技术要花费超过20分钟收敛才能实现厘米级的定位精度。收敛过程中的应用载体在这20分钟内的定位精度很难达到厘米级。这大大降低了PPP技术的实用性。鉴与此,本专利利用U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法,其特征在于,包括如下步骤:/n步骤S1:在GNSS信号接收机信号失锁区域,利用移动载体上UWB传感器对卫星信号失锁区域进行位置定位,并将UWB传感器的定位信息归算到GNSS接收机的天线处;/n步骤S2:利用UWB维持的位置信息与GNSS信号中断前的对流层湿延迟信息作为约束条件,估算GNSS信号第n历元重新捕获时GNSS接收机的钟差与载波相位模糊度;/n步骤S3:将信号重新捕获时估算的GNSS接收机的钟差和载波相位模糊度作为n+1历元处的卡尔曼滤波预测值,n+1历元记为重新捕获信号后下一秒的观测值,结合随机模型,实现GNSS精密单点定位...

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1:在GNSS信号接收机信号失锁区域,利用移动载体上UWB传感器对卫星信号失锁区域进行位置定位,并将UWB传感器的定位信息归算到GNSS接收机的天线处;
步骤S2:利用UWB维持的位置信息与GNSS信号中断前的对流层湿延迟信息作为约束条件,估算GNSS信号第n历元重新捕获时GNSS接收机的钟差与载波相位模糊度;
步骤S3:将信号重新捕获时估算的GNSS接收机的钟差和载波相位模糊度作为n+1历元处的卡尔曼滤波预测值,n+1历元记为重新捕获信号后下一秒的观测值,结合随机模型,实现GNSS精密单点定位技术在导航定位场景中位置信息的瞬时收敛。


2.根据权利要求1所述的一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法,其特征在于,所述步骤1具体为:
S11:根据GNSS信号接收机和UWB传感器在移动载体上的相对位置,统一GNSS信号接收机和UWB传感器的空间位置关系,利用几何法将UWB传感器的定位信息归算到GNSS接收机的天线处;
S12:对GNSS信号接收机和UWB传感器的时间进行解码换算,进行时间的统一。


3.根据权利要求2所述的一种基于UWB辅助导航卫星进行载体快速精密导航定位方法,其特征在于,所述步骤2中计算具体为:
S21:建立观测方程,计算信号中断前的天顶湿延迟δzwd和GNSS接收机的位置信息[x,y,z]






X=[δzwdxyzτN1N2…Nk]T#(3)
其中,为GNSS无电离层组合观测值,B为观测方程系数矩阵,X精密单点定位的待估参数,ρ为站-星几何距,Th为每颗卫星在斜视路径上的大气干延迟所形成的列向量,为第k颗卫星的天顶湿延迟到站-星斜距湿延迟的映射函数,[αβγ]表示各卫星分别在地心地固坐标系下三个坐标轴方向的偏微分系数;c为光在真空中的速度;τ表示GNSS接收机的钟差,δzwd表示天顶湿延迟,[N1N2…Nk]表示k个载波相位模糊度;
S22:根据位置、先验天顶湿延迟建立信号重新捕获后的观测模型






其中,ρk为信号重新捕获时第k颗卫星与移动载体之...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐旭金双根罗海滨王明华
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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