基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法技术

本发明专利技术提出一种基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，包括以下步骤：S1.采用矢量跟踪滤波器同时对载波和C/A码进行滤波，生成码偏移值和载波偏移值；S2.对中频信号、C/A码等中间信号以及捕获、相关、滤波等定位过程中的各种特征参数进行质量评估，得到一系列评估指标如功率谱特性、S曲线偏移值等；S3.用得到的评估指标更新指纹库；S4.利用指纹库中的数据，对码发生器、码NCO、码鉴别器、矢量跟踪滤波器等模块进行参数调节，得到新的质量评估指标，再次更新指纹库，不断循环；本发明专利技术能够对定位环境进行量化分析和记录，同时能根据定位环境特点对接收机算法参数进行调整，从而达到提升室内复杂多径环境下定位精度的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法


[0001]本专利技术涉及一种基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，属于导 航定位


技术介绍

[0002]在室内定位方面，目前研究比较多的方向主要有WIFI定位、SLAM定位、UWB定 位和伪卫星定位等。其中，伪卫星技术拥有精度高、可实现室内外无缝定位等优点，是 一种比较有效的室内定位方法。然而，室内的各种墙体、杂物会产生大量复杂的多径信 号，因此多径信号成为了干扰室内定位精度的主要原因。近年来，除了很多室外GNSS 抗多径方法以外，还有许多新的抗多径方法被应用于伪卫星定位系统中。
[0003]目前与本专利技术接近的技术有窄相关法、strobe相关器算法、MEDLL算法以及矢量跟 踪接收机算法。其中窄相关器法会导致跟踪鲁棒性下降，而strobe相关器法与MEDLL 算法则对硬件算力要求非常大。与此同时，这些算法共同的缺点是参数均为预设值，不 能根据定位环境智能调整，对定位过程中的各种与环境相关的特征参数也没有加以利用， 进而导致在室内复杂多径环境下定位精度不佳。

技术实现思路

[0004]技术问题：本专利技术要重点解决室内复杂多径条件下伪卫星接收机定位精度不佳的问题。 提供一种基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，要达到的目标为对定位 环境进行量化分析和记录，同时根据定位环境特点对接收机算法参数进行调整，从而提升在 室内复杂多径环境下的定位精度。
[0005]技术方案：
[0006]本专利技术的基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，包含以下步骤：
[0007]S1.采用矢量跟踪滤波器同时对载波和C/A码进行滤波，生成码偏移值和载波偏移值；
[0008]S2.对包括中频信号、C/A码的中间信号以及包括捕获、相关、滤波的定位过程中的各种 特征参数进行质量评估，得到相应的评估指标包括功率谱特性、S曲线偏移值；
[0009]S3.用步骤S2得到的评估指标更新指纹库；
[0010]S4.利用更新后的指纹库中的数据，对码发生器、码NCO、码鉴别器、矢量跟踪滤波器 进行参数调节，得到新的质量评估指标，再次更新指纹库，不断循环。
[0011]进一步地，步骤S1所述的矢量跟踪滤波器，是首先用普通滤波器进行定位，将定位结果 用于矢量跟踪滤波器的初始化；所述矢量跟踪滤波器采用卡尔曼滤波方法进行更新，并且输 出码修正量与载波修正量给本地码NCO模块与本地载波NCO模块，然后输出定位结果。
[0012]进一步地，步骤S2所述的质量评估，具体方法如下：
[0013]第一步，收集数据，设定一时间间隔T
′
，质量评估模块持续收集原始伪卫星信号采样值、 定位结果、以及捕获、跟踪、定位过程中的各项表征值如捕获结果、相关器输出、鉴相器输 出，当收集时间达到T
′
时，利用评估函数对收集的数据序列进行质量评估；
[0014]第二步，质量评估，设第一步共收集到n个数据序列α1,α2,
…
,α
n
，设立m个评估方法 f1,f2,
…
,f
m
，得到m个质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
，即：
[0015][0016]第三步，清空数据，在得到m个质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
后，质量评估模块将定位结果 (x,y,z)与质量评估指标发送至指纹库，清空收集的数据序列，开始进行下一个时间间隔的数 据收集。
[0017]进一步地，步骤S3所述的更新指纹库，具体方法如下：
[0018]第一步，指纹库初始化，指纹库中的每个数据单元包含两部分，第一部分为坐标值，该 值以(0,0,0)为基准，以设定的坐标间隔Δ
x
,Δ
y
,Δ
z
逐一生成；第二部分为指纹值，该值为坐标 值对应的质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
；在初始化时，测量定位环境得到地形图，将地形图输入 仿真软件，在仿真软件中对所有坐标点逐一进行仿真定位，得到仿真定位质量评估指标，作 为指纹库初始值；
[0019]第二步，坐标匹配，指纹库收到质量评估模块发送的数据后，首先进行坐标匹配，设接 收到的定位结果为(x,y,z)，找到对应的指纹库中最近坐标点(x
′
,y
′
,z
′
)使得距离值 最小，对该点的指纹值进行更新；
[0020]第三步：指纹更新，指纹更新时，距离值Δ越大，则接收到的质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
就越 不准确，更新的程度则应当越小，这意味着计算新的指纹[β1′
,β2′
,
…
,β
m
′
]new
应当遵循指纹更 新函数g：
[0021][β1′
,β2′
,
…
,β
m
′
]new
＝g([β1′
,β2′
,
…
,β
m
′
]old
,Δ,[β1,β2,
…
,β
m
])
[0022]进一步地，步骤S4所述的参数调节，具体方法如下：
[0023]第一步，坐标匹配，参数调节模块接收定位结果(x,y,z)，发送至指纹库进行匹配，同样 采用距离值最小法，得到坐标对应的指纹值β1,β2,
…
,β
m
；
[0024]第二步，参数调节，指纹值经过参数调节函数的计算得到新的参数值，对关键节点如码 发生器的码间距或码鉴别器的鉴相函数进行修改，设原本参数为γ1,γ2,
…
,γ
l
，则新参数 γ1′
,γ2′
,
…
,γ
n
′
应当遵循参数更新函数h：
[0025][0026]第三步，循环操作，更新参数值后，继续进行定位，得到新的质量评估指标，再次更新 指纹库，如此不断循环，使得定位精度逐渐提升。
[0027]有益效果：本专利技术所带来的好处，所达到的指标。
[0028]本专利技术采用了记录并更新定位质量评估指纹库，再利用指纹库对接收机进行参数调节的 方案。定位环境的物理特征可以表现在定位质量评估指纹中，并被记录在指纹库中实时更 新。利用指纹库对接收机进行调节可以使接收机的算法参数随时适应定位环境的物理特征， 达到提升接收机精度的效果。同时，本接收机矢量跟踪的特点使其具有较高的鲁棒性，在伪 卫星不可见时仍然能有较强的跟踪能力。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计结构图。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：S1.采用矢量跟踪滤波器同时对载波和C/A码进行滤波，生成码偏移值和载波偏移值；S2.对包括中频信号、C/A码的中间信号以及包括捕获、相关、滤波的定位过程中的各种特征参数进行质量评估，得到相应的评估指标包括功率谱特性、S曲线偏移值；S3.用步骤S2得到的评估指标更新指纹库；S4.利用更新后的指纹库中的数据，对码发生器、码NCO、码鉴别器、矢量跟踪滤波器进行参数调节，得到新的质量评估指标，再次更新指纹库，不断循环。2.根据权利要求1所述的基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，其特征在于，步骤S1所述的矢量跟踪滤波器，是首先用普通滤波器进行定位，将定位结果用于矢量跟踪滤波器的初始化；所述矢量跟踪滤波器采用卡尔曼滤波方法进行更新，并且输出码修正量与载波修正量给本地码NCO模块与本地载波NCO模块，然后输出定位结果。3.根据权利要求1所述的基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，其特征在于，步骤S2所述的质量评估，具体方法如下：第一步，收集数据，设定一时间间隔T
′
，质量评估模块持续收集原始伪卫星信号采样值、定位结果、以及捕获、跟踪、定位过程中的各项表征值如捕获结果、相关器输出、鉴相器输出，当收集时间达到T
′
时，利用评估函数对收集的数据序列进行质量评估；第二步，质量评估，设第一步共收集到n个数据序列α1,α2,
…
,α
n
，设立m个评估方法f1,f2,
…
,f
m
，得到m个质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
，即：β1＝f1(α1,α2,
…
,α
n
)β2＝f2(α1,α2,
…
,α
n
)β
m
＝f
m
(α1,α2,
…
,α
n
)第三步，清空数据，在得到m个质量评估指标β1,β2,
…
,β
m
后，质量评估模块将定位结果(x,y,z)与质量评估指标发送至指纹库，清空收集的数据序列，开始进行下一个时间间隔的数据收集。4.根据权利要求1所述的基于定位质量评估指纹的伪卫星矢量跟踪接收机设计方法，其特征在于，步骤S3所述的更新指纹库，具体方法如下：第一步，指纹库初始化，指纹库中的每个数据单元包含两部分，第一部分为坐标值，该值以(0,0,0)为基准，以设定的坐标间隔Δ
x
,Δ
y
,Δ
z
逐一生成；第二部分为指纹值，该值为坐标值对应的质量评估指标β1,β2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，张波，夏文清，阳媛，施上，胡硕，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：