天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112147659A(43)申请公布日2020.12.29(21)申请号201910573741.1(22)申请日2019.06.28(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号申请人上海清申科技发展有限公司(72)发明人陈曦魏齐辉张冠群詹亚锋(74)专利代理机构北京华进京联知识产权代理有限公司11606代理人魏朋(51)Int.Cl.G01S19/42(2010.01)G01S19/41(2010.01)G01S19/25(2010.01)G01S19/29(2010.01)权利要求书4页说明书16页附图6页(54)发明名称天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质(57)摘要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。CN112147659ACN112147659A权利要求书1/4页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2CN112147659A权利要求书2/4页号的中心频率，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；T-1T通过公式Ri+1＝Ri+(GWG)GWY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12mW为权值矩阵，W＝diag[snr,snr,…,snr]，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.