天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本申请涉及一种天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质。所述方法包括：接收当前历元时刻的参考节点广播帧和天基机会信号，并将参考节点广播帧与天基机会信号进行匹配，若匹配通过，则更新匹配计数，得到当前匹配计数；若当前匹配计数大于预设计数阈值，获取目标观测向量矩阵；获取上一匹配计数对应的系统状态量；以上一匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标作为初始位置，根据目标观测向量矩阵对应的差分多普勒线性观测方程进行加权迭代最小二乘，得到二次定位位置坐标，并根据二次定位位置坐标建立系统观测量；进一步进行非线性滤波解算，定位当前时刻用户的位置。本申请提供的方法能够提高定位准确度。

【技术实现步骤摘要】
天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质
本申请涉及无线电导航领域，特别是涉及一种天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质。
技术介绍
随着科技的发展，全球导航卫星系统越来越成为生产和生活不可或缺的一部分。全球导航卫星系统受限于复杂的无线电环境，且易受到遮挡、干扰和欺骗，这些都会导致全球导航卫星系统的不可用。在很多场景下，保持安全可靠的导航定位非常重要，那么就需要别的手段来确保导航行为的准确性、可用性和完好性。机会信号导航定位是指利用所有可以利用的费导航无线电信号进行导航，机会信号导航定位可作为现有导航系统的备份和增强，能够大大提高导航系统的性能。天基机会无线电信号(以下简称天基机会信号)是机会信号中的一大类。天基机会信号是指辐射源位于天空或太空的无线电信号。利用天基机会进行导航定位具有重要意义。多普勒定位是天基机会信号导航定位的一种最主要的一种方式。传统技术中，通过多普勒定位进行天基机会导航定位的方法主要是利用两行根数和SGP4(SimplifiedGeneralPerturbation)建立轨道预测模型，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天基机会信号差分多普勒定位方法，其特征在于，所述方法包括：/n接收当前历元时刻的参考节点广播帧和天基机会信号，其中，所述参考节点广播帧是指由参考节点发送的信号，所述参考节点广播帧至少包括所述参考节点接收的信号发射源发送的信号、所述参考节点的位置及时间信息，所述天基机会信号是指直接接收的信号发射源发送的信号；/n获取匹配计数，所述匹配计数是指历史参考节点广播帧与历史天基机会信号匹配通过的数量；/n根据历元时刻和信号发射源，将所述参考节点广播帧与所述天基机会信号进行匹配，若匹配通过，则更新所述匹配计数，得到当前匹配计数；/n若所述当前匹配计数大于预设计数阈值，获取目标观测向量矩阵，其中，所...

【技术特征摘要】
1.一种天基机会信号差分多普勒定位方法，其特征在于，所述方法包括：
接收当前历元时刻的参考节点广播帧和天基机会信号，其中，所述参考节点广播帧是指由参考节点发送的信号，所述参考节点广播帧至少包括所述参考节点接收的信号发射源发送的信号、所述参考节点的位置及时间信息，所述天基机会信号是指直接接收的信号发射源发送的信号；
获取匹配计数，所述匹配计数是指历史参考节点广播帧与历史天基机会信号匹配通过的数量；
根据历元时刻和信号发射源，将所述参考节点广播帧与所述天基机会信号进行匹配，若匹配通过，则更新所述匹配计数，得到当前匹配计数；
若所述当前匹配计数大于预设计数阈值，获取目标观测向量矩阵，其中，所述目标观测向量矩阵包括观测向量，所述目标观测向量矩阵包括表征所述参考节点广播帧和所述天基机会信号的特征参数的观测向量，以及表征预设匹配计数范围内的所述历史参考节点广播帧和所述历史天基机会信号的特征参数的观测向量；
获取上一匹配计数对应的系统状态量；
以所述上一匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标作为初始位置，根据所述目标观测向量矩阵对应的差分多普勒线性观测方程进行加权迭代最小二乘，得到二次定位位置坐标，并根据所述二次定位位置坐标建立系统观测量；
根据所述上一匹配计数对应的系统状态量和所述系统观测量进行非线性滤波解算，得到所述当前匹配计数对应的系统状态量；
根据用户当前历元时刻的运动姿态和所述当前匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标，定位当前时刻用户的位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述当前匹配计数等于预设计数阈值，将所述当前历元时刻对应的观测向量添加到观测向量矩阵，得到初始观测向量矩阵；
将所述当前匹配计数对应的所述参考节点的位置作为初始位置估计坐标；
以所述初始位置估计坐标作为初始位置，根据所述初始观测向量矩阵对应的差分多普勒线性方程进行加权迭代最小二乘，得到初始定位位置坐标；
根据所述初始定位位置坐标建立初始系统状态量。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以所述初始位置估计坐标作为初始位置，根据所述初始观测向量矩阵对应的差分多普勒线性方程进行加权迭代最小二乘，得到初始定位位置坐标，包括：
通过公式




并由公式df(tm)＝df(Ri,tm)在Ri处泰勒展开并舍去二阶及二阶以上小量后得到差分多普勒线性观测方程，其中，f0为所述天基机会信号的中心频率，εd1为参考节点端噪声，εd2为用户端噪声，fc1为参考节点接收机本振中心频率，fc2为用户接收机本振中心频率，c为光速，Ps＝[psx，psy，psz]为信号发射源当前历元时刻的位置，vs＝[vsx,vsy,vsz]为信号发射源当前历元时刻的速度，令η＝(fc1-fc2)，R为[Pu,η]，Pu＝[pux,puy,puz]为用户位置坐标，Ri代表第i次迭代后的结果；
通过公式Ri+1＝Ri+(GTWG)-1GTWY进行加权迭代最小二乘，得到初始定位位置坐标，其中，方向矩阵G为



W为权值矩阵，W＝diag[snr1,snr2,…,snrm]，diag为对角阵，Y为残差向量，Y＝df(tm)-df(Ri,tm)，tm为所述当前历元时刻。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述当前匹配计数大于预设计数阈值，获取目标观测向量矩阵，包括：
若所述当前匹配计数大于所述预设计数阈值，比较所述当前匹配计数与所述预设向量总数，其中，所述预设向量总数是指所述目标观测向量矩阵中预设的观测向量的总数量，所述预设向量总数大于等于所述预设计数阈值；
若所述当前匹配计数小于等于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，得到所述目标观测向量矩阵；
若所述当前匹配计数大于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，并删除所述观测向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，魏齐辉，张冠群，詹亚锋，
申请(专利权)人：清华大学，上海清申科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11