非直达径卫星导航信号识别方法、系统及介质.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CN111856526A(43)申请公布日2020.10.30(21)申请号202010724432.2(22)申请日2020.07.24(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人戴振东王玉泽文飞刘佩林应忍冬刘强(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.G01S19/37(2010.01)权利要求书5页说明书15页附图2页(54)发明名称非直达径卫星导航信号识别方法、系统及介质(57)摘要本发明提供了一种非直达径卫星导航信号识别方法、系统及介质，包括：步骤S1：样本数据处理单元(111)接收采集得到的样本数据，记为采集信号数据，依据伪距残差值以及多普勒误差绝对值对于样本数据中的LOS和NLOS信号进行判定，获得多径类别判定结果；步骤S2：在每一个历元时刻，初始化单元(112)负责接收待检测卫星导航信号，获得初始化单元(112)的输入信号参数，包括各个卫星信号的伪距、积分多普勒和载噪比参数信息，其均可在信号的跟踪环路中测量得到。本发明基于信号特征参数对于非直达径卫星导航信号进行识别，通过信号强度衰减，伪距载波差变化率和伪距残差的后验概率分布作为特征，避免增加额外的设备成本。CN111856526ACN111856526A权利要求书1/5页1.一种非直达径卫星导航信号识别方法，其特征在于，包括：步骤S1：样本数据处理单元(111)接收采集得到的样本数据，记为采集信号数据，依据伪距残差值以及多普勒误差绝对值对于样本数据中的LOS和NLOS信号进行判定，获得多径类别判定结果；步骤S2：在每一个历元时刻，初始化单元(112)负责接收待检测卫星导航信号，获得初始化单元(112)的输入信号参数，包括各个卫星信号的伪距、积分多普勒和载噪比参数信息，其均可在信号的跟踪环路中测量得到；步骤S3：粗检测单元(113)依据初始化单元(112)的输入信号参数初步检测出可信度较高的LOS信号；步骤S4：上述判别出的LOS信号输入位置解算单元(114)中，利用LOS信号实现卡尔曼滤波定位解算，输出定位结果；步骤S5：精检测单元(115)利用位置解算单元(114)输出的定位结果可以计算得到各颗卫星的伪距残差值，并利用样本数据处理单元(111)输出的采集信号数据和多径类别判定结果，计算LOS信号以及NLOS信号的先验概率并拟合出LOS信号和NLOS信号的伪距残差的概率密度分布，并定义决策因子，对LOS和NLOS信号进行判别；步骤S6：如果精检测单元(115)结果中挑选出了LOS信号，则将该信号输入位置解算单元(114)再次进行定位解算，迭代该过程直到无法挑选出LOS信号，则将当前得到的信号分类结果以及定位结果作为最终的结果进行输出。2.根据权利要求1所述的非直达径卫星导航信号识别方法，其特征在于，所述步骤S1：所述采集得到的样本数据：指通过卫星信号接收设备在各种直达径以及非直达径场景之下采集得到的长时间卫星信号数据；所述依据伪距残差值以及多普勒误差绝对值对于样本数据中的LOS和NLOS信号进行判定：sss根据定位结果(xr，yr，zr)、卫星位置(x，y，z)以及伪距Pr计算伪距残差Δρ，方法如下：其中εp为各项可探测的伪距测量误差；通过多普勒实际测量值fd减去标称值得到多普勒频率误差Δfd，计算如下：其中εp为各类公共误差和本地钟漂；的计算方法如下：其中(vx，vy，vz)为标定设备得到的速度值，为卫星速度值，(Ix，Iy，Iz)为接收天线指向卫星的单位方向向量。对于样本数据中的LOS和NLOS信号进行判定方法如下：(1)伪距残差值大于15米；2CN111856526A权利要求书2/5页(2)伪距残差值介于10米至15米之间，且多普勒频率误差绝对值大于10Hz；(3)伪距残差值介于5米至10米之间，且多普勒频率误差绝对值大于20Hz；满足以上三个判断条件的任意一条，则判定当前信号为NLOS信号，否则判定为LOS信号。3.根据权利要求1所述的非直达径卫星导航信号识别方法，其特征在于，所述步骤S3：根据样本输入信号计算相应的阈值；选取信号载噪比衰减和伪距载波差变化率均小于阈值的信号作为可信度较高的LOS信号。4.根据权利要求1所述的非直达径卫星导航信号识别方法，其特征在于，所述步骤3：首先需根据信号参数信息计算信号强度衰减以及伪距载波差变化率，然后根据样本数据处理单元(111)输入的标记样本值中NLOS的分布概率确定信号强度衰减阈值Attthres及伪距载波差变化率阈值其计算方式如下：Attthres～P(|AttNLOS≤Attthres|)＝Pthres其中，AttNLOS和为NLOS信号的所有载噪