一种基于姿态辅助的多天线定位系统及定位方法技术方案

本发明专利技术设计一种基于姿态辅助的多天线定位系统，该系统包括有天线单元、信号接收单元、同步钟单元和姿态测量单元；所述天线单元中设有多个天线阵列，每个天线阵列均对应有一个所述的信号接收单元；所述的同步钟单元连接每一个信号接收单元以实现时钟同步；所述的解算单元分别连接所述的信号接收单元以接收伪距信息；所述的姿态测量单元连接至所述的解算单元以提供姿态信息；所述的解算单元接收各信号单元信息并根据姿态测量信息，通过多天线定位算法，完成PVT解算，即用户接收机的位置、速度和时间解算；还涉及到定位算法。本发明专利技术的系统和方法具有抗干扰能力强、不宜受到完全性损坏、安装方式灵活的特点。安装方式灵活的特点。安装方式灵活的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态辅助的多天线定位系统及定位方法


[0001]本专利技术属于卫星定位领域，涉及卫星导航定位解算技术，给出一种姿态辅助的多天线定位系统及所采用的算法。

技术介绍

[0002]随着北斗应用推广的不断深入，各种应用模式层出不穷，且随着现代海战场卫星导航干扰技术发展，针对卫星导航接收机天线的强压制干扰功率越来越强，单天线技术较易受到完全性损坏，且急需提高其抗干扰能力。基于多天线的北斗单点应用模式，具有优良的抗干扰能力、较好的完好性侦测能力，结合不宜受到电磁信号干扰的外部姿态测量单元(可使用光纤罗经或高精度MEMS作为外部姿态测量单元)，是维护北斗高可靠性运行的一种创新性尝试。
[0003]现有技术中，中国专利技术专利202010101454.3公开了一种分布式多天线无线电定位系统与方法，其利用多天线接收无线电定位信号以提高定位系统的可用性和定位精度。主要是将多个接收天线时钟同步并按照已知拓扑结构分布在待定位载体上，中央处理器联合利用各天线与该天线可见锚点间的到达时间与所述已知拓扑结构，计算载体的位置。该装置和方法存在者结构复杂、计算繁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于姿态辅助的多天线定位系统，其特征在于，该系统包括有天线单元、信号接收单元、同步钟单元和姿态测量单元；所述天线单元中设有多个天线阵列，每个天线阵列均对应有一个所述的信号接收单元；所述的同步钟单元连接每一个信号接收单元以实现时钟同步；所述的解算单元分别连接所述的信号接收单元以接收伪距信息；所述的姿态测量单元连接至所述的解算单元以提供姿态信息；所述的解算单元接收各信号单元信息并根据姿态测量信息，通过多天线定位算法，完成PVT解算，即用户接收机的位置、速度和时间解算。2.根据权利要求1所述的一种基于姿态辅助的多天线定位系统，其特征在于，所述的姿态测量单元连接外部罗经或含有高精度MEMS模块，以获得高精度姿态测量信息，所述高精度是指俯仰角、横滚角和航向角均方根误差最大误差不超过0.6
°
。3.根据权利要求1所述的一种基于姿态辅助的多天线定位系统，其特征在于，所述解算单元中的多天线定位算法包括：计算待测点位置的关键是求出该点的卫星伪距，即卫星s
N
至点O处的几何距离以p
n
为观测点，点O为映射点；公式(1)中Δr
N
为同时对卫星s
N
观测时，两点的观测距离差，由几何投影原理求得Δr
N
的值为：Δr
N
＝
‑
I
N
(p
n
)Δp
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)公式(2)中
‑
I
N
(p
n
)为点p
n
到卫星s
N
的单位观测矢量的反向，Δp
n
为观测点p
n
到映射点O的位移矢量，所述单位观测矢量通过点p
n
处的概略位置及卫星位置求得，Δp
n
的计算公式如公式(3)所示：Δp
n
＝o
‑
p
n
＝[Δx,Δy,Δz]
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)单位观测矢量
‑
I
N
(P
n
)计算公式如(4)所示：4.一种基于姿态辅助的多天线定位方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：第一步，通过同步关键技术获取各天线阵列的伪距信息；第二步，通过姿态测量单元获取天线姿态信息；第三步，进行多天线定位解算，定位解算后获得位置信息。5.根据权利要求4所述的一种基于姿态辅助的多天线定位方法，其特征在于，在所述第一步中，获取各天线阵列的伪距信息的关键技术是时钟同步技术，各天线阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召磊，辛月宽，翟雄志，靳碧耀，路君里，柳丰收，黄乾，刘会森，张健，程铭，王临，
申请(专利权)人：中船航海科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：