一种多源融合室内外时空基准传递方法和系统技术方案

一种多源融合室内外时空基准传递方法和系统，属于卫星导航定位技术领域，包括布设的导航基准站采用北斗时空框架下的卫星精密星历，统一网解并测定导航基准站在北斗时空框架下的位置；进行北斗时间同步，建立北斗时空基准；进行北斗卫星的精密定轨、精密定钟以及大气参数解算，反演区域电离层和/或对流层精确模型参数，得到实时及事后精密大气信息；进行移动载体实时定位，进行实时精密单点定位PPP解算；固定基站联测北斗基准站进行差分定位，或基于事后精密产品进行PPP解算，得到基站的定位结果；进行室内定位，实现室内外时空基准的传递。本发明专利技术解决了室内导航基站的动态传递问题，实现了室内、室外时空基准的一致。室外时空基准的一致。室外时空基准的一致。

【技术实现步骤摘要】
一种多源融合室内外时空基准传递方法和系统


[0001]本专利技术涉及卫星导航定位
，特别涉及一种多源融合室内外时空基准传递方法和系统。

技术介绍

[0002]北斗系统作为我国自主研发建设的卫星导航系统，不仅具备全球性、全天候精密定位、精准授时的能力，还可以实时对移动载体进行定位、测姿、测速，北斗卫星导航系统在我国交通运输、农林业、渔业、灾害救援方面发挥了重要作用，也是我国时空基准的核心，目前已广泛渗透到现代化及建设和日常生活各行各业。然而，在人们频繁活动的室内区域，北斗卫星信号强度大幅衰减，并受到严重多径效应的影响。
[0003]多传感器数据融合定位成为室内外多场景无缝衔接定位的重要途径，针对卫星导航系统受限的商场、地下车库、隧道等环境， UWB（Ultra Wide Band）、WIFI（Wireless Fidelity）、视觉、激光雷达、5G（5th Generation Mobile Communication Technology）定位技术得到蓬勃发展。基于此，本申请面向室内外无缝定位的广泛需求，展开了基于GNSS、5G、UWB的多传感器融合的室内外时空基准传递方法研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中的北斗+5G融合大型室内外无缝定位在北斗坐标系下的定位解算还存在不足的问题，提出了一种多源融合室内外时空基准传递方法和系统。北斗时空基准建立与传递是确保平台服务产品时空基准统一的重要基础，是实现导航用户由室外到室内无缝、无感、自适应导航定位的关键环节之一，本专利技术为北斗+5G融合大型室内外无缝定位在北斗坐标系下的定位解算提供重要基础，具体的，本专利技术由下述技术方案实现：一种多源融合室内外时空基准传递方法，包括：步骤1，布设的导航基准站采用北斗时空框架下的卫星精密星历，联合全球IGS基准站进行统一网解，并测定导航基准站在北斗时空框架下的位置；步骤2，采用定位授时技术，进行北斗时间同步，建立北斗时空基准；步骤3，进行北斗卫星的精密定轨、精密定钟以及大气参数解算，根据区域特性进行区域大气建模，构造基于多薄层假设以及视线方向电离层延迟直接建模的综合处理思路，反演区域电离层和/或对流层精确模型参数，得到实时及事后精密大气信息；步骤4，进行移动载体实时定位，基于实时卫星精密产品进行实时PPP解算；步骤5，固定基站联测北斗基准站进行差分定位，或者基于事后精密产品进行PPP解算，得到基站的定位结果；步骤6，进行室内定位，实现室内外时空基准的传递。
[0005]进一步的，步骤S3中，GNSS（Global Navigation Satellite System）原始观测方程为：
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（1），式中，r表示接收机，s表示卫星，j表示发射频率，为期望算子，和分别为伪距和相位观测值。右侧参数包括卫地距离；对流层延迟及其投影函数；接收机钟差；卫星钟差；电离层延迟及其系数；接收机伪距偏差；卫星伪距偏差；接收机相位偏差；卫星相位偏差；整周模糊度及其波长。
[0006]进一步的，步骤S4中，无电离层组合PPP函数模型如公式（3）：
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（3），如果北斗联合其他卫星系统进行PPP解算时，要注意系统间偏差（Inter
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System Bias，ISB），函数模型如公式（4）：
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（4），其中，
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（5），其中，C、S分别表示北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）和除BDS之外的卫星系统，、表示消电离层组合伪距和相位观测值，表示卫地距，为吸收了卫接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差，为吸收了卫星端消电离层伪距硬件延迟的卫星钟差，T表示对流层延迟，表示无电离层组合波长，为吸收了包含伪距和相位观测值硬件延迟的消电离层组合模糊度参数，ISB表示包含了系统之间的时间差和不同系统之间伪距硬件延迟之差的系统间偏差，TO为不同系统之间钟差基准约束固有的时间差异，表示消电离层组合接收机端的伪距硬件延迟，、表示伪距和相位其他各项误差之和。
[0007]进一步的，步骤S6中，TDOA（Time Difference of Arrival，时间差）通过获取室内多个无线接入点独立测量的用户终端上行信号的到达时间，结合无线接入点的室内坐标和高度，计算用户终端在室内的位置。
[0008]进一步的，步骤S6中，两个接收节点测量到与移动设备之间的TOA（Time of Arrival，到达时间）后，根据电磁波的传播速率，得到两个接收节点与移动设备之间的距离差，移动设备必定位于以两接收节点为焦点、与两个焦点的距离差的实线双曲线对上，两组接收节点与移动设备之间的距离差得到两个双曲线，两个双曲线的交点代表对移动设备位置的估计。
[0009]本专利技术还涉及一种多源融合室内外时空基准传递系统，包括：
北斗时空基准的建立模块，用于布设的导航基准站采用北斗时空框架下的卫星精密星历，联合全球IGS基准站进行统一网解，并测定导航基准站在北斗时空框架下的位置，采用定位授时技术，进行北斗时间同步，建立北斗时空基准；北斗时空框架的参数解算模块，用于进行北斗卫星的精密定轨、精密定钟以及大气参数解算，根据区域特性进行区域大气建模，构造基于多薄层假设以及视线方向电离层延迟直接建模的综合处理思路，反演区域电离层和/或对流层精确模型参数，得到实时及事后精密大气信息；移动载体实时定位模块，用于进行移动载体实时定位，基于实时卫星精密产品进行实时PPP解算；固定基站精密定位模块，固定基站联测北斗基准站进行差分定位，或者基于事后精密产品进行PPP解算，得到基站的定位结果；室内外时空基准传递模块，进行室内定位，实现室内外时空基准的传递。
[0010]本专利技术还涉及一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的方法。
[0011]本专利技术还涉及一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行所述的方法。
[0012]本专利技术的技术方案能实现如下有益的技术效果：本专利技术针对用户对室内外无缝自适应导航的现实需求，室内、室外时空基准的统一是导航用户由室外到室内无感切换的基础条件，本专利技术解决了北斗时空基准由北斗基准站至5G、视觉、UWB、蓝牙、WIFI等室内导航基站的动态传递问题，实现了室内、室外时空基准的一致。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的方法的流程示意图；图2为本专利技术的方法的详细流程图。
具体实施方式
[0014]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多源融合室内外时空基准传递方法，其特征在于，包括：步骤S1，布设的导航基准站采用北斗时空框架下的卫星精密星历，联合全球IGS基准站进行统一网解，并测定导航基准站在北斗时空框架下的位置；步骤S2，采用定位授时技术，进行北斗时间同步，建立北斗时空基准；步骤S3，进行北斗卫星的精密定轨、精密定钟以及大气参数解算，根据区域特性进行区域大气建模，构造基于多薄层假设以及视线方向电离层延迟直接建模的综合处理思路，反演区域电离层和/或对流层精确模型参数，得到实时及事后精密大气信息；步骤S4，进行移动载体实时定位，基于实时卫星精密产品进行实时PPP解算；步骤S5，固定基站联测北斗基准站进行差分定位，或者基于事后精密产品进行PPP解算，得到基站的定位结果；步骤S6，进行室内定位，实现室内外时空基准的传递。2.根据权利要求1所述的多源融合室内外时空基准传递方法，其特征在于，步骤S3中，GNSS原始观测方程为：
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（1），式中，r表示接收机，s表示卫星，j表示发射频率，为期望算子，和分别为伪距和相位观测值；右侧参数包括卫地距离；对流层延迟及其投影函数；接收机钟差；卫星钟差；电离层延迟及其系数；接收机伪距偏差；卫星伪距偏差；接收机相位偏差；卫星相位偏差；整周模糊度及其波长。3.根据权利要求1所述的多源融合室内外时空基准传递方法，其特征在于，步骤S4中，无电离层组合PPP函数模型如公式（3）：
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（3），如果北斗联合其他卫星系统进行PPP解算时，要注意系统间偏差，函数模型如公式（4）：
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（4），其中，
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（5），其中，C、S分别表示北斗卫星导航系统和除北斗卫星导航系统之外的卫星系统，、表示消电离层组合伪距和相位观测值，表示卫地距，为吸收了卫接收机端消电离层伪距硬件延迟的接收机钟差，为吸收了卫星端消电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炳成，侯福荣，李子申，王亮亮，孙志成，汪亮，王宁波，王志宇，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：