CN103728641A - 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统 - Google Patents

基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103728641A
CN103728641A CN201310733204.1A CN201310733204A CN103728641A CN 103728641 A CN103728641 A CN 103728641A CN 201310733204 A CN201310733204 A CN 201310733204A CN 103728641 A CN103728641 A CN 103728641A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
carrier phase
satellite
bds
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310733204.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103728641B (zh
Inventor
谭吉福
胡新汉
杨必武
张一�
罗晓春
杨春
张玉华
彭宜平
李伟
王�华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Third Institute Of Equipment Research Institute Of Second Artillery Of C
KQ GEO TECHNOLOGIES Co Ltd
Original Assignee
Third Institute Of Equipment Research Institute Of Second Artillery Of C
KQ GEO TECHNOLOGIES Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Third Institute Of Equipment Research Institute Of Second Artillery Of C, KQ GEO TECHNOLOGIES Co Ltd filed Critical Third Institute Of Equipment Research Institute Of Second Artillery Of C
Priority to CN201310733204.1A priority Critical patent/CN103728641B/zh
Publication of CN103728641A publication Critical patent/CN103728641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103728641B publication Critical patent/CN103728641B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/53—Determining attitude
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及卫星定位技术领域，公开了一种基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统，包括步骤：利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。本发明通过天线阵形成了完整、高精度的北斗系统导航定位的解算流程，实现了独立于GPS技术的高精度导航定向定位技术。

Description

基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统
技术领域
本发明涉及一种卫星定位技术领域，特别涉及基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统。
背景技术
随着GPS卫星导航系统越来越广泛而深入的应用，GPS应用领域已经扩展到军用民用的多个方面，为航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等诸多领域提供导航定位、测速和授时的应用和服务。自20世纪90年代开始，随着载波相位测量等技术的发展和应用，特别是GPS接收机硬件设备性能的提升、GPS高精度测量设备价格的下降和GPS快速定姿定向算法的研究和验证，使得GPS卫星导航系统在高精度测量领域得到了极大的发展，特别是快速的高精度定位定向、定姿领域。
在20世纪90年代，国内就陆续开展了GPS测姿定向方面的研究，但在定位定向精度，尤其是动态快速初始化等方面需要进一步提高。我国于2003年建成的“北斗一号”卫星导航试验系统，后又开始建设“北斗二号”卫星导航系统，兼具“北斗一号”(RDSS，Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定业务)和RNSS(Radio Navigation Satellite System，卫星无线电导航系统)功能的区域性高精度卫星导航系统，最终将于2020年建成全球性的卫星导航系统。
对于卫星导航系统来说，快速高精度定位定向是系统有效性、可靠性和易用性的基础。传统的定向技术都是通过适当的布局安装在同一平面上且不在同一线上的3个GPS天线，采用载波相位差分测量，天线之间构成的基线向量能够被精确地测定。目前北斗系统中的研究和应用基本都是通过购买两个或三个及三个以上的GPS卫星导航系统高精度零相位中心天线安装固定到载体平台上，利用两套(可测两维姿态-方位角Azimuth和俯仰角Pitch)或三套(可测三维姿态-方位角Azimuth、俯仰角Pitch和横滚角Roll)国外厂家生产的GPS定制导航板卡(俗称OEM板)配合定位定向处理器与显控模块组成GPS快速定位定向系统。系统的集成度低、可靠性不强、实用性弱，不能规模化使用，成本、体积与重量却偏高，最重要的是其技术严重依赖GPS和国外厂商，自主性和独立性均受到牵制。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何实现不依赖于GPS技术的高精度导航定向。
为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种基于北斗系统的天线阵高精度定向方法，包括步骤：
S1，利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
S2，根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
S3，对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
S4，测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
S5，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
优选地，步骤S1中，将所述BDS信号转换为数字信号具体包括步骤：
对所述BDS信号经前置滤波放大，再经混频、下变频、A/D转换成数字中频信号。
优选地，步骤S2中，利用天线阵同时跟踪观测多个卫星载波相位得到所述载波相位信息。
优选地，步骤S3中，采用快速降维法进行所述整周模糊度求解。
优选地，步骤S3中，所述得到定位和初步的定向数据具体为用确定的整数解模糊度的载波相位观测量或平滑后的模糊度的载波相位观测量来解算用户位置。
优选地，步骤S5中，所述综合计算并进行坐标转换为：
利用所述数字信号复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，实现对卫星信号的捕获与跟踪；
获得卫星信号的伪距和载波相位等测量值以及解调出导航电文；
利用解算结果获得卫星定位结果，通过转换给出规定坐标系下的基准方向信息。
优选地，采用北斗RNSS三频及其组合进行所述测量。
另一方面，本发明还同时提供一种基于北斗系统的天线阵高精度定向系统，包括：
射频模块，用于利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
测量模块，用于根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
定位定向解算模块，用于对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
迭代模块，用于测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
综合处理模块，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
优选地，所述天线阵包括布局成“丁”字形的三天线。
优选地，所述综合处理模块进一步包括：
信号处理模块，用于利用所述数字信号复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，实现对卫星信号的捕获与跟踪；
解调模块，用于获得卫星信号的伪距和载波相位等测量值以及解调出导航电文；
转换模块，用于利用解算结果获得卫星定位结果，通过转换给出规定坐标系下的基准方向信息。
相对于现有技术，本发明提供了一种基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统，基于我国自主研发的北斗卫星导航系统进行定向，实现了独立的导航定向定位过程，摆脱了对于GPS的限制，更重要的是实现了完整、高精度的解算流程，又利用独特的三天线阵形式以及利用北斗三频的优势，达到快速实现物体的高精度定向、测姿能力。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中基于北斗系统的天线阵高精度定向方法流程示意图；
图2为本发明的一个优选实施例中三天线阵的布局结构示意图；
图3为本发明的另一个优选实施例中利用三天线阵同时测量卫星的载波相位的原理示意图。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性连接于所述第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电性连接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
现有的卫星定向技术一般都是通过多个GPS天线采用载波相位差分测量，再配合定位定向处理器完成。从技术指标上来讲，国内外定向精度指标一般都可以达到每米基线0.6°(约为72角秒)，但是相对于某些对于精度指标要求较高(如每米基线30角秒)的精度要求还是偏低，需要在精度上进一步提高。加上现有设备成本、体积与重量偏高，而且技术上严重依赖GPS和国外厂商，限制了定向技术的发展。本发明基于我国自主研发的北斗卫星导航系统进行定向，实现了独立的导航定向定位过程，摆脱了对于GPS的限制，更重要的是实现了完整、高精度的解算流程，又利用独特的三天线阵形式以及利用北斗三频的优势，达到快速实现物体的高精度定向、测姿能力。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，基于北斗系统的天线阵高精度定向方法包括步骤：
S1，利用天线阵接收BDS(BeiDou Navigation Satellite System，北斗卫星导航系统，简称北斗系统)信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
S2，根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
S3，对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
S4，测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
S5，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
其中，步骤S1中，将所述BDS信号转换为数字信号具体包括步骤：
对所述BDS信号经前置滤波放大，再经混频、下变频、A/D转换成数字中频信号。
步骤S2中，利用天线阵同时跟踪观测多个卫星载波相位得到所述载波相位信息。
步骤S3中，采用快速降维法进行所述整周模糊度求解。此外，所述得到定位和初步的定向数据具体为用确定的整数解模糊度的载波相位观测量或平滑后的模糊度的载波相位观测量来解算用户位置。
步骤S4中，利用全站仪和反光镜测量出天线阵之间的基线长度、俯仰角及天线之间的夹角。
步骤S5中，利用所述数字信号复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，从而实现对卫星信号的捕获与跟踪，并且从中获得卫星信号的伪距和载波相位等测量值以及解调出导航电文，再利用解算结果，最终获得卫星定位结果，通过转换给出规定坐标系下的基准方向信息。
更进一步地，如图2所示，本发明中利用天线阵接收BDS信号，所述天线阵包括布局成“丁”字形的三天线；在图2中，两辅天线B、C通过长度为d2的第二连接杆直接相连，主天线A通过长度为d1的第一连接杆连接到第二连接杆，三天线的实际位置构成顶角为α的等腰三角形，图2中定向需要确定的是主天线A与正北方的方位角β。利用天线阵以及预先可以得到的附加信息可以进一步提高项目精度，原理如图3所示：三天线A、B、C同时测量卫星的载波相位，由于卫星距离地面很远，任意两个天线间距离相对较小(约为10米)，因此，卫星信号可以视为平面波。如图3所示，波面阵到达三天线的时间不同，因此每两个天线之间存在相位差，相位差反映了对应的两天线到卫星的距离差，尤其是主天线A与两辅天线B、C的卫星距离差
Figure BSA0000099591180000061
及
Figure BSA0000099591180000062
在本发明中三天线A、B、C同时跟踪观测卫星载波相位，可以得到载波观测方程，同时三天线也构成了网平差使用的条件。利用最小二乘求解载波观测方程组，得到误差矢量，在加上由于预先可以精确测得的天线阵信息(如三天线间的各种距离信息d1、d2等)，可以进一步迭代结果，直到满足迭代终止条件的定向结果。
步骤S3中，整周模糊度求解中的载波相位基线解算过程是一个利用观测值进行信息提取过程。观测值越多，信息提取成功的可靠性越大。对于动态定位由于待定测站每观测历元都有三个新的坐标未知数，加上整周模糊度未知数，完全依靠动态传统定位方法来求解比较困难。
本发明中优选采用快速降维法进行。快速降维法是对于动态定位定向载波相位双差观测方程而言，每个卫星存在整周模糊度，出现周跳后，就会增加一个模糊度未知数，每个观测历元增加三个新的坐标未知数，所有这些未知数存在一定内在联系，这种内在联系基于卫星星座和观测数据，通过计算机语言用独立三维星站空间可以描述出来。不需要直接对每个模糊度和坐标多维未知数进行求解，而是基于最小二乘原则，在独立三维星站空间求解最优解。然后同过三维星站空间求解最优解回到模糊度和坐标未知数空间对其进行求解。
针对载波相位的跳周问题，利用快速降维法基本思想设计了周跳检测及修复算法，加上数据平稳性检测等算法，解决了载波相位周跳的检测和修复问题。同时采用快速降维法容错技术提高算法的可靠性和鲁棒性。采用时域滤波器技术保证差分定位数据的连续、稳定可靠输出。时域滤波器可以检验与剔除异常野值、时间插值、结果的插值与外推最优估计，减少时间延迟。
此外，步骤S3中，优选采用反向平滑静态后处理方式处理载波相位观测量，利用全局的载波相位数据对伪距做无电离层发散的平滑，则伪距的噪声可以降到毫米级(在周跳不频繁的情况下)。具体地，利用本项目走停状态，纯测量5分钟的特点，在后处理上有时间的滞后优势，可以利用全局的数据来剔除粗差、平滑伪距以及全局平滑的测量结果。其处理过程如下：
采用基于卡尔曼滤波器的正向处理数据，估计正向的浮点解整周模糊度和接收机的位置，记录正向处理的每个历元的浮点解的整周模糊度
Figure BSA0000099591180000071
和相关的方差协方差Caf；
采用基于卡尔曼滤波器的反向处理数据，估计反向处理的浮点解整周模糊度和接收机的位置，记录反向处理的每个历元的浮点解的整周模糊度
Figure BSA0000099591180000072
知相关的方差协方差Cab；
对每个历元的正向反向的结果进行平滑，得到平滑的整周模糊度
Figure BSA0000099591180000073
它的协方差是
Figure BSA0000099591180000074
显而易见，平滑后的精度要优于正向和反向的滤波结果。
对平滑过的整周模糊度
Figure BSA0000099591180000075
采用解整周模糊度方法来确定其整数解。
用确定的整数解模糊度的载波相位观测量来解算用户位置(其解算结果在毫米级)。或者，对于没有办法确定整周模糊度整数解的，采用平滑后的模糊度的载波相位观测量来解算用户位置。由于用到了全局数据，所以通常十几分钟的数据就可以使浮点解达到毫米级的精度。
优选地，本发明中采用北斗RNSS三频进行组合观测，以进一步提高精度。B1、B2、B3三频可组合出不同波长的相位观测值，其中长波长可改善模糊度搜索，短波长可提高定向精度；典型的三种比较实用的组合分别为超宽巷(EWL)、宽巷(WL)和窄巷(NL)。下表1中列出了北斗RNSS三频及其组合的频率和波长情况：
信号 频率(MHz) 波长(m)
B1 1561.098 0.192172
B2 1207.14 0.248521
B3 1268.52 0.236496
B1-B2(宽巷) 353.958 0.847558
B3-B2(超宽巷) 61.38 4.887586
B1+B2(窄巷) 2768.238 0.108372
B1+B3(超窄巷) 2829.618 0.106021
表1北斗RNSS三频及其组合的频率和波长情况
其中，超宽巷观测值的波长达到了4.88米，远大于目前双频GPS可组成的86厘米宽巷波长，也远大于伪距的观测噪声和其它的误差。同时三频的伪距也可组合成噪声较小的观测值，从而实现单历元固定超宽巷的模糊度
Figure BSA0000099591180000081
模糊度固定后的超宽巷载波观测值的精度要高于B1、B2或B3的伪距观测值，进而可以固定宽巷整周模糊度
Figure BSA0000099591180000082
依此类推，利用模糊度固定后的高精度的载波观测值来搜索更高精度载波的模糊度，可以得到
Figure BSA0000099591180000083
最后可得到窄巷模糊度
Figure BSA0000099591180000084
从而得到精度较高的窄巷解。
与此同时，三频率载波观测值能更有效地检测周跳。在单一载波发生周跳时不需要经过模糊度搜索可直接计算发生周跳的载波的整周模糊度，而不需要经过模糊度搜索，减少计算量。因为北斗增加了第三频率，电离层的可观测性相对于双频来说也得到了改善，可以提供更有效的消除电离层的组合，消除电离层残差。从而可以提高定向的精度。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括上述实施例方法的各步骤，而所述的存储介质可以是：ROM/RAM、磁碟、光盘、存储卡等。因此，本领域相关技术人员应能理解，与本发明的方法相对应的，本发明还同时包括一种基于北斗系统的天线阵高精度定向系统，与上述方法步骤一一对应地，该系统包括：
射频模块，用于利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
测量模块，用于根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
定位定向解算模块，用于对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
迭代模块，用于测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
综合处理模块，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
相对于现有技术，本发明提供了一种基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统，基于我国自主研发的北斗卫星导航系统进行定向，实现了独立的导航定向定位过程，摆脱了对于GPS的限制，更重要的是实现了完整、高精度的解算流程，又利用独特的三天线阵形式以及利用北斗三频的优势，达到快速实现物体的高精度定向、测姿能力。
虽然以上结合优选实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术人员应该理解，本发明所述的方法和系统并不限于具体实施方式中所述的实施例，在不背离由所附权利要求书限定的本发明精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改、增加、以及替换。

Claims (10)

1.一种基于北斗系统的天线阵高精度定向方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
S1，利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
S2，根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
S3，对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
S4，测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
S5，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，将所述BDS信号转换为数字信号具体包括步骤：
对所述BDS信号经前置滤波放大，再经混频、下变频、A/D转换成数字中频信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，利用天线阵同时跟踪观测多个卫星载波相位得到所述载波相位信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，采用快速降维法进行所述整周模糊度求解。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述得到定位和初步的定向数据具体为用确定的整数解模糊度的载波相位观测量或平滑后的模糊度的载波相位观测量来解算用户位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述综合计算并进行坐标转换为：
利用所述数字信号复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，实现对卫星信号的捕获与跟踪；
获得卫星信号的伪距和载波相位等测量值以及解调出导航电文；
利用解算结果获得卫星定位结果，通过转换给出规定坐标系下的基准方向信息。
7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，采用北斗RNSS三频及其组合进行所述测量。
8.一种基于北斗系统的天线阵高精度定向系统，其特征在于，所述系统包括：
射频模块，用于利用天线阵接收BDS信号，并将所述BDS信号转换为数字信号；
测量模块，用于根据所述数字信号得到BDS RNSS卫星星历数据，同时测量载波相位信息；
定位定向解算模块，用于对所述载波相位信息进行整周模糊度求解，得到定位和初步的定向数据；
迭代模块，用于测量出天线阵之间的基线长度和俯仰角，并测量出天线之间的夹角，然后将测量结果再次进行迭代处理，计算出基线矢量的方位角；
综合处理模块，综合计算并进行坐标转换得到所需测量点的定向结果。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述天线阵包括布局成“丁”字形的三天线。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述综合处理模块进一步包括：
信号处理模块，用于利用所述数字信号复制出与接收到的卫星信号相一致的本地载波和本地伪码信号，实现对卫星信号的捕获与跟踪；
解调模块，用于获得卫星信号的伪距和载波相位等测量值以及解调出导航电文；
转换模块，用于利用解算结果获得卫星定位结果，通过转换给出规定坐标系下的基准方向信息。
CN201310733204.1A 2013-12-27 2013-12-27 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统 Active CN103728641B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310733204.1A CN103728641B (zh) 2013-12-27 2013-12-27 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310733204.1A CN103728641B (zh) 2013-12-27 2013-12-27 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103728641A true CN103728641A (zh) 2014-04-16
CN103728641B CN103728641B (zh) 2016-06-01

Family

ID=50452794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310733204.1A Active CN103728641B (zh) 2013-12-27 2013-12-27 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103728641B (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104459744A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 湖南航天电子科技有限公司 一种虚拟稳定基线卫星定向方法及装置
CN105738935A (zh) * 2016-04-26 2016-07-06 重庆卓观科技有限公司 一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端
CN105807293A (zh) * 2016-05-27 2016-07-27 重庆卓观科技有限公司 基于soc的单板多天线定姿接收机
CN106526622A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 苍穹数码技术股份有限公司 北斗天线阵列及应用天线阵列的北斗定向方法及系统
CN106646535A (zh) * 2016-11-18 2017-05-10 苍穹数码技术股份有限公司 基于三天线阵列的两长一短三基线定向方法及系统
CN106684559A (zh) * 2016-11-18 2017-05-17 苍穹数码技术股份有限公司 基于三天线阵列网平差的北斗高精度定向方法及系统
CN106842151A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 基于模拟雷达系干扰源方位角不变的被动定位测试方法
CN107085223A (zh) * 2017-06-01 2017-08-22 中国人民解放军防空兵学院 一种自动化基线测量系统
CN107102346A (zh) * 2017-06-08 2017-08-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于北斗系统的多天线测姿方法
CN109470884A (zh) * 2018-10-08 2019-03-15 浙江大学 一种星间相对角度测量的系统及方法
CN109633722A (zh) * 2019-01-11 2019-04-16 中国民航大学 基于三分之一l1波长天线构型的小型无人机卫星寻北方法
CN110146050A (zh) * 2019-02-18 2019-08-20 广东星舆科技有限公司 一种通信基站天线监测方法
CN110850461A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 中电科仪器仪表有限公司 一种基于三天线的gnss姿态实时测量装置及测量方法
CN111190201A (zh) * 2020-01-08 2020-05-22 国电大渡河流域水电开发有限公司 基于rfid的北斗高精度监测装置及其信号传输方法
CN111505694A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 中航机载系统共性技术有限公司 一种面向机载的bds-3三天线阵多频点测姿方法
CN112878305A (zh) * 2021-01-19 2021-06-01 中交第四航务工程局有限公司 一种水下块石基床自动打夯方法及系统
CN117250646A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 毫厘智能科技(江苏)有限公司 基于芯片的测向方法及装置、芯片模组及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102230971A (zh) * 2011-03-29 2011-11-02 哈尔滨工程大学 Gps多天线测姿方法
CN102508275A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 北京航空航天大学 多天线gps/gf-ins深度组合定姿方法
US20120295563A1 (en) * 2008-01-29 2012-11-22 Seiko Epson Corporation Satellite Signal Reception Device and Control Method for a Satellite Signal Reception Device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120295563A1 (en) * 2008-01-29 2012-11-22 Seiko Epson Corporation Satellite Signal Reception Device and Control Method for a Satellite Signal Reception Device
CN102230971A (zh) * 2011-03-29 2011-11-02 哈尔滨工程大学 Gps多天线测姿方法
CN102508275A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 北京航空航天大学 多天线gps/gf-ins深度组合定姿方法

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104459744A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 湖南航天电子科技有限公司 一种虚拟稳定基线卫星定向方法及装置
CN106842151A (zh) * 2015-12-03 2017-06-13 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 基于模拟雷达系干扰源方位角不变的被动定位测试方法
CN106842151B (zh) * 2015-12-03 2019-11-26 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 基于模拟雷达系干扰源方位角不变的被动定位测试方法
CN105738935A (zh) * 2016-04-26 2016-07-06 重庆卓观科技有限公司 一种基于卫星导航的移动通信基站天线姿态测量终端
CN105807293A (zh) * 2016-05-27 2016-07-27 重庆卓观科技有限公司 基于soc的单板多天线定姿接收机
CN105807293B (zh) * 2016-05-27 2019-04-16 重庆卓观科技有限公司 基于soc的单板多天线定姿接收机
CN106684559A (zh) * 2016-11-18 2017-05-17 苍穹数码技术股份有限公司 基于三天线阵列网平差的北斗高精度定向方法及系统
CN106646535A (zh) * 2016-11-18 2017-05-10 苍穹数码技术股份有限公司 基于三天线阵列的两长一短三基线定向方法及系统
CN106526622A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 苍穹数码技术股份有限公司 北斗天线阵列及应用天线阵列的北斗定向方法及系统
CN107085223A (zh) * 2017-06-01 2017-08-22 中国人民解放军防空兵学院 一种自动化基线测量系统
CN107102346A (zh) * 2017-06-08 2017-08-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于北斗系统的多天线测姿方法
CN107102346B (zh) * 2017-06-08 2020-02-07 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于北斗系统的多天线测姿方法
CN109470884B (zh) * 2018-10-08 2020-08-07 浙江大学 一种星间相对角度测量的系统及方法
CN109470884A (zh) * 2018-10-08 2019-03-15 浙江大学 一种星间相对角度测量的系统及方法
CN109633722A (zh) * 2019-01-11 2019-04-16 中国民航大学 基于三分之一l1波长天线构型的小型无人机卫星寻北方法
CN109633722B (zh) * 2019-01-11 2023-01-24 中国民航大学 基于三分之一l1波长天线构型的小型无人机卫星寻北方法
CN110146050A (zh) * 2019-02-18 2019-08-20 广东星舆科技有限公司 一种通信基站天线监测方法
CN110850461A (zh) * 2019-11-28 2020-02-28 中电科仪器仪表有限公司 一种基于三天线的gnss姿态实时测量装置及测量方法
CN111190201A (zh) * 2020-01-08 2020-05-22 国电大渡河流域水电开发有限公司 基于rfid的北斗高精度监测装置及其信号传输方法
CN111505694A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 中航机载系统共性技术有限公司 一种面向机载的bds-3三天线阵多频点测姿方法
CN112878305A (zh) * 2021-01-19 2021-06-01 中交第四航务工程局有限公司 一种水下块石基床自动打夯方法及系统
CN117250646A (zh) * 2023-11-17 2023-12-19 毫厘智能科技(江苏)有限公司 基于芯片的测向方法及装置、芯片模组及存储介质
CN117250646B (zh) * 2023-11-17 2024-02-02 毫厘智能科技(江苏)有限公司 基于芯片的测向方法及装置、芯片模组及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN103728641B (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103728641B (zh) 基于北斗系统的三天线阵高精度定向方法及系统
CN114518586B (zh) 一种基于球谐展开的gnss精密单点定位方法
CN108508461B (zh) 基于gnss载波相位高精度定位完好性监测方法
CN105158783B (zh) 一种实时动态差分定位方法及其设备
CN108802782B (zh) 一种惯导辅助的北斗三频载波相位整周模糊度求解方法
CN110531392A (zh) 一种基于ppp算法的高精度定位方法和系统
US20120139784A1 (en) Satellite differential positioning receiver using multiple base-rover antennas
CN104181562A (zh) 一种全球导航卫星系统的卫星优选和定位方法
JP2007504469A (ja) 受信機自動インテグリティ監視、並びに故障検出及び除去の方法
CN109459778A (zh) 基于抗差方差分量估计的码伪距/多普勒联合测速方法及其应用
CN101833080A (zh) 一种利用gps系统附加约束条件的载体姿态测量方法
CN101403790A (zh) 单频gps接收机的精密单点定位方法
CN104102822A (zh) 一种多频gnss观测值随机特性建模方法
CN102230971A (zh) Gps多天线测姿方法
CN102305949B (zh) 利用星间距离插值建立全球重力场模型的方法
CN103576175A (zh) 一种双频多星座gnss整周模糊度otf解算方法
CN103675835A (zh) 一种北斗三频信号载波相位整周模糊度单历元确定方法
TW201445168A (zh) 一種接收機和衛星定位及測速方法
CN104035113A (zh) 基于伪距的多模gnss接收机的可靠定位方法
CN105510945A (zh) 一种应用于卫导着陆外场检测的ppp定位方法
CN105158778A (zh) 多系统联合实施载波相位差分故障卫星剔除方法及其系统
CN116819580A (zh) 一种惯性辅助的双天线gnss海上船舶姿态确定方法
CN114488235A (zh) 一种双天线卫星定向方法、系统、存储介质和电子设备
CN110174691B (zh) 一种定位设备、方法及计算机可读存储介质
CN113625307B (zh) 一种基于gnss的滑坡监测系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 100176 Beijing City, Haidian District Zhongguancun South Street No. 17 Webb era Centre Block C room 1606-1609

Applicant after: The digital technology Limited by Share Ltd

Applicant after: The Third Institute of Equipment Research Institute of Second Artillery of the C

Address before: 100176 Beijing City, Haidian District Zhongguancun South Street No. 17 Webb era Centre Block C room 1606-1609

Applicant before: KQ GEO TECHNOLOGIES CO., LTD.

Applicant before: The Third Institute of Equipment Research Institute of Second Artillery of the C

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant