基于直接位置估计的多普勒定位方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本申请涉及基于直接位置估计的多普勒定位方法、装置、设备和介质。所述方法包括：接收当前历元时刻的天基机会信号；更新信号计数，得到当前信号计数；若当前信号计数大于预设计数阈值，获取目标观测向量矩阵；以上一信号计数对应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；以二次定位位置坐标为中心进行网格化，得到多个第一网格格点；根据天基机会信号的导频信号对各第一网格格点进行直接位置估计，得到当前信号计数对应的定位位置坐标；根据用户当前历元时刻的运动姿态和当前信号计数对应的定位位置坐标，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】
基于直接位置估计的多普勒定位方法、装置、设备和介质
本申请涉及无线电导航领域，特别是涉及一种基于直接位置估计的多普勒定位方法、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，主要通过以迭代最小二乘和卡尔曼滤波类算法为代表的两步法实现定位。然而，多普勒定位对多普勒估计误差非常敏感，很小的多普勒估计误差就会对最终的定位精度产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直接位置估计的多普勒定位方法，其特征在于，所述方法包括：/n接收当前历元时刻的天基机会信号；/n更新信号计数，得到当前信号计数，所述信号计数用于表征接收到的天基机会信号的总数量；/n若所述当前信号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天基机会信号的特征参数的观测向量，以及表征预设信号计数范围内的历史天基机会信号的特征参数的观测向量，所述观测向量至少包括历元时刻、用户的运动姿态、所述天基机会信号的多普勒估计值、所述天基机会信号的信噪比估计值、信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系位置和所述信号发射源在当前...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接位置估计的多普勒定位方法，其特征在于，所述方法包括：
接收当前历元时刻的天基机会信号；
更新信号计数，得到当前信号计数，所述信号计数用于表征接收到的天基机会信号的总数量；
若所述当前信号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天基机会信号的特征参数的观测向量，以及表征预设信号计数范围内的历史天基机会信号的特征参数的观测向量，所述观测向量至少包括历元时刻、用户的运动姿态、所述天基机会信号的多普勒估计值、所述天基机会信号的信噪比估计值、信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系位置和所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系速度向量；
以上一信号计数对应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；
以所述二次定位位置坐标为中心在预设范围内进行网格化，得到多个第一网格格点；
根据所述天基机会信号的导频信号对各所述第一网格格点进行直接位置估计，得到当前信号计数对应的定位位置坐标；
根据用户当前历元时刻的运动姿态和所述当前信号计数对应的定位位置坐标，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，所述根据所述天基机会信号的导频信号对各所述第一网格格点进行直接位置估计，得到当前信号计数对应的定位位置坐标，包括：
获取各个所述第一网格格点的地心地固坐标系坐标；
根据各个所述第一网格格点的地心地固坐标系坐标、所述目标观测向量矩阵中的用户在当前历元时刻的运动姿态、所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系坐标和所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固速度向量计算各所述第一网格格点的理论多普勒值；
分别消除所述天基机会信号的各所述第一网格格点理论多普勒值，得到多个消除理论多普勒频偏后的天基机会信号；
将各所述消除理论多普勒频偏后的天基机会信号的导频信号幅值进行平方计算，得到多个平方信号；
确定各所述平方信号中，I路和Q路幅值之差的绝对值之和最小的平方信号对应的地心地固坐标系坐标，即为所述当前信号计数对应的定位位置坐标。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述二次定位位置坐标为中心在预设范围内进行网格化，得到多个第一网格格点，包括：
将所述二次定位位置坐标转换成大地坐标系坐标；
以所述二次定位位置坐标对应的大地坐标系坐标为中心，按照预设网格化步长，计算网格化范围限定量范围内的各个网格格点的大地坐标系坐标，得到多个所述第一网格格点。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述当前信号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；
对地球表面按照经纬度进行网格化，得到多个第二网格格点；
根据各所述第二网格格点的坐标和所述初始观测向量矩阵，计算各所述第二网格格点的理论多普勒值；
确定所述天基机会信号的导频信号中与所述理论多普勒值差值最小的信号对应的位置的坐标，得到初始位置估计坐标。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第二网格格点的坐标和所述初始观测向量矩阵，计算各所述第二网格格点的理论多普勒值，包括：
计算各所述第二网格格点的大地坐标系坐标；
将各所述第二网格格点的大地坐标系转换为地心地固坐标系坐标；
根据各所述第二网格格点的地心地固坐标系坐标、所述初始观测向量矩阵中的用户在当前历元时刻的运动姿态、所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系坐标和所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固速度向量计算各所述第二网格格点的理论多普勒值。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据各所述第二网格格点的地心地固坐标系坐标、所述初始观测向量矩阵中的用户在当前历元时刻的运动姿态、所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系坐标和所述信号发射源在当前历元时刻的地心地固速度向量计算各所述第二网格格点的理论多普勒值包括：
通过公式计算各所述第二网格格点的理论多普勒值，其中，dft为理论多普勒值，f0为所述天基机会信号的导频信号的中心频率，c为光速，vu为用户在当前历元时刻的速度，vs所述信...

【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