一种基于5G/GNSS组合的车辆导航信息监测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于5G/GNSS组合的车辆导航监测方法、装置、计算机设备和存储介质，所述方法包括：基于伪距测量值构建伪距测量模型；计算观测矩阵；根据预设条件，判断RAIM接收机自体完好性监控是否具有可用性；以及在判断出RAIM具有可用性的情况下，若检测统计量小于或等于检测门限值，则基于5G/GNSS组合的车辆导航系统生成对应的定位结果。采用本申请实施例提供的监测方法，能够将GNSS、5G网络与完好性监测框架相结合，在判断出RAIM具有可用性的情况下，若检测统计量小于或等于检测门限值，则基于5G/GNSS组合的车辆导航系统生成对应的定位结果，这样，能够实现精确、可靠、可行的定位导航。位导航。位导航。

【技术实现步骤摘要】
一种基于5G/GNSS组合的车辆导航信息监测方法和装置


[0001]本专利技术涉及无线定位导航
，特别涉及一种基于5G/GNSS组合的车辆导航信息监测方法和装置。

技术介绍

[0002]20世纪70年代，一些发达国家开始了对无人驾驶技术的研究。无人驾驶技术的主要目的是提高驾驶的安全性和效率。复杂城市环境下，安全问题是无人驾驶的一大挑战，需要考虑车辆与行人、周围建筑物、植物、其他车辆以及其他交通工具之间的安全距离，实现精确、可靠的定位。3GPP要求系统应支持V2X应用终端之间0.1m的横向位置精度，最高级别自动化的可靠性应为99.9％。目前亚米级定位精度已被证明可以实现，评估导航的可信性则成为了自动驾驶系统中不可或缺的一步，这就需要借助完好性。完好性是评估GNSS的标准之一，它是指卫星误差超过允许的门限时，系统能够及时报警的能力。车辆导航系统的完好性监测是驾驶安全的一个重要保障。
[0003]GNSS是目前主要的导航系统，能够为地表和近地空间的广大用户提供全天时、全天候、高精度的导航、定位和授时服务，已广泛应用于军用和民用领域。但在城市环境中，对比露天和郊区场景，建筑物和树木对卫星信号的遮挡使得卫星可见度较低，容易造成多径和NLOS信号，从而导致定位结果产生较大偏差。卫星可见度低也会导致用户周围卫星的几何分布(Geometric Dilution of Precision，GDOP)较差，而卫星冗余是决定完好性性能的关键，这将严重影响定位系统的完好性监测性能。这种情况下若系统不能对定位的较大偏差进行及时报警，将产生严重后果。因此在城市环境下，由于GNSS信号的脆弱性，现有技术常将GNSS与其他辅助定位技术相结合(如多星座协同定位、惯性导航系统、机载传感器、蜂窝信号、地图匹配等)，以提高最终定位精度。
[0004]目前最常见的方法是在协同定位的基础上进行完好性监测。该类方法是通过将GNSS和车载传感器的测量数据进行融合，并基于测量数据统计排除错误测量。改善对多径或非视距(None
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Sight，NLOS)误差的检测和隔离。该方法需要在车辆自身传感器上集成额外的传感器(如车载UWB传感器、车载惯性测量单元等)，导致集成系统成本较高，应用实现较困难。
[0005]近来，机会信号(Signals of Opportunity，SOPs)被认为是对GNSS的一大补充，例如蜂窝信号和电视信号，不是定位信号但可用来提供导航信息。该类方法采用增强接收机自主完好性监测(Advanced RAIM，ARAIM)框架，结合GNSS与LTE系统，降低完好性监测系统的保护等级(HPL)，从而提高系统的完好性。然而，针对该类方法的大多数研究常常忽略了多径与非视距信号的影响，假设无故障测量情况，这在城市环境中不符合实际。且由于RAIM是利用冗余测量信息进行完好性监测，发射器的几何布局对完好性监测系统的性能至关重要，目前的研究没有考虑SOPs发射器的不同几何布局对完好性性能的影响。
[0006]现有的GNSS完好性检测方法，主要存在以下三点不足：
[0007](1)目前最常见的是基于协同定位的完好性监测方法，该方法需要在车辆自身传
感器上集成额外的传感器(如车载UWB传感器、车载惯性测量单元等)，导致集成系统成本较高，应用实现较困难。
[0008](2)基于信号融合的增强自主完好性监测方法，常常忽略了多径与非视距信号的影响，假设无故障测量情况，这不符合城市环境的实际；在城市环境下严格考虑多径与非视距信号的影响时，为了提高对定位的完好性监测性能，一般采用降低系统保护等级的方法，而此时若定位精度无法满足要求，将导致系统可用性较低。
[0009](3)对于GNSS
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SOPs RAIM算法，由于RAIM是利用冗余测量进行完好性监测，发射器的几何布局对完好性监测系统的性能至关重要，目前的研究没有考虑SOPs发射器的不同几何布局对完好性性能的影响。
[0010]目前最常见的方法是在协同定位的基础上进行完好性监测。该类方法是通过将GNSS和车载传感器的测量数据进行融合，并基于测量数据统计排除错误测量。改善对多径或非视距(None
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Sight，NLOS)误差的检测和隔离。该方法需要在车辆自身传感器上集成额外的传感器(如车载UWB传感器、车载惯性测量单元等)，导致集成系统成本较高，应用实现较困难。
[0011]近来，机会信号(Signals of Opportunity，SOPs)被认为是对GNSS的一大补充，例如蜂窝信号和电视信号，可用来提供导航信息。该类方法采用增强接收机自主完好性监测(Advanced RAIM，ARAIM)框架，结合GNSS与LTE系统，降低完好性监测系统的保护等级(HPL)，从而提高系统的完好性。然而，针对该类方法的大多数研究常常忽略了多径与非视距信号的影响，假设无故障测量情况，这在城市环境中不符合实际。且由于RAIM是利用冗余测量信息进行完好性监测，发射器的几何布局对完好性监测系统的性能至关重要，目前的研究没有考虑SOPs发射器的不同几何布局对完好性性能的影响。
[0012]近年来，随着5G通信的建设和发展，目前已有研究证明5G技术用于定位可实现厘米级的定位精度。目前多数研究致力于探索5G网络下的定位可行性，但仍无法实现精确、可靠、可行的定位导航。

技术实现思路

[0013]本申请实施例提供了一种基于5G/GNSS组合的车辆导航监测方法、装置、计算机设备和存储介质。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0014]第一方面，本申请实施例提供了一种基于5G/GNSS组合的车辆导航监测方法，所述方法包括：
[0015]基于伪距测量值构建伪距测量模型；
[0016]计算观测矩阵；
[0017]根据预设条件，判断RAIM接收机自体完好性监控是否具有可用性；
[0018]在判断出所述RAIM具有可用性的情况下，若所述检测统计量小于或等于检测门限值，则基于5G/GNSS组合的车辆导航系统生成对应的定位结果。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
[0020]在判断出所述RAIM具有可用性的情况下，若所述检测统计量大于所述检测门限
值，则确定存在故障卫星。
[0021]在一种可能的实现方式中，在所述基于伪距测量值构建伪距测量模型之前，所述方法还包括：
[0022]获取5G信号测距的多种误差来源和对应的任意一个误差来源的量级；以及
[0023]获取GNSS信号定位的多种误差来源和对应的任意一个误差来源的量级。
[0024]在一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于5G/GNSS组合的车辆导航监测方法，其特征在于，所述方法包括：基于伪距测量值构建伪距测量模型；计算观测矩阵；根据预设条件，判断RAIM接收机自体完好性监控是否具有可用性；在判断出所述RAIM具有可用性的情况下，若所述检测统计量小于或等于检测门限值，则基于5G/GNSS组合的车辆导航系统生成对应的定位结果。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：在判断出所述RAIM具有可用性的情况下，若所述检测统计量大于所述检测门限值，则确定存在故障卫星。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于伪距测量值构建伪距测量模型之前，所述方法还包括：获取5G信号测距的多种误差来源和对应的任意一个误差来源的量级；以及获取GNSS信号定位的多种误差来源和对应的任意一个误差来源的量级。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述获取5G信号测距的多种误差来源之后，所述方法还包括：读取与所述5G信号测距的多种误差来源对应的5G信号测距误差；所述5G信号测距误差至少包括以下一项：基于信号反射带来的多径干扰误差、基于NLOS带来的故障误差、接收机噪声产生的误差。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述获取GNSS信号定位的多种误差来源之后，所述方法还包括：读取与所述GNSS信号定位的多种误差来源对应的GNSS信号定位误差；所述GNSS信号定位误差至少包括以下一项：基于电离层延迟产生的误差、基于对流层延迟产生的误差、基于时钟不同步导致的误差和基于接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙源，曹丽丽，邓中亮，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：