CN107277915A - 导航定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导航定位方法和装置，属于导航定位领域。装置包括：时频输入单元，用于获取时钟信号，向电文处理单元、基带信号生成单元、射频调制单元发送时钟信号；电文处理单元，用于获取导航定位电文，向基带信号生成单元发送该导航定位电文；该基带信号生成单元，用于接收导航定位电文，获取扩频信号，对该导航定位电文调制生成基带信号，向射频调制单元发送基带信号；该射频调制单元，用于接收基带信号，生成载频信号，对该基带信号调制生成射频导航定位信号，向该输出单元发送该射频导航定位信号；该输出单元，用于接收该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号发送至终端，以使该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。

Description

导航定位方法和装置

技术领域

本发明涉及导航定位技术领域，特别涉及一种导航定位方法和装置。

背景技术

近些年，人们对室内外准确定位的需求与日俱增，特别是在应对紧急情况时，准确定位显得尤为重要。当前，地面蜂窝移动通信网的网络信号覆盖范围广泛，因此，当前可实现基于蜂窝移动通信网的导航定位。

现有技术中，基于蜂窝移动通信网进行定位的方法一般为：终端连接蜂窝移动通信网络后，向服务器发送获取终端的位置信息的获取请求，该获取请求携带终端所在位置的场强。服务器接收终端发送的获取请求，通过测量至少三个基站的接收或发送信号的强度，确定该至少三个基站的场强，并获取该至少三个基站的位置信息。对于每个基站，服务器根据该基站的场强和终端所在位置的场强，通过已知的信道衰落模型，计算该基站与终端之间的距离。服务器根据每个基站和终端之间的距离、每个基站的位置信息，计算出终端的位置。服务器向终端发送该位置信息，从而终端获知自身的位置信息。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

服务器通过测量至少三个基站的接收或发送信号的强度，确定该至少三个基站的场强过程中，容易受到环境噪声的干扰，使得服务器确定的该至少三个基站的场强不准确，导致该导航定位方法的准确率低。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种导航定位方法和装置。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种导航定位装置，所述导航定位装置安装在基站中，所述导航定位装置包括：时频输入单元、电文处理单元、基带信号生成单元、射频调制单元、输出单元；

所述时频输入单元分别与所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元相连接，所述电文处理单元与所述基带信号生成单元相连接，所述基带信号生成单元与所述射频调制单元相连接，所述射频调制单元与所述输出单元相连接；

所述时频输入单元，用于获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元，用于接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文，所述导航定位电文至少包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

所述基带信号生成单元，用于接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号；

所述射频调制单元，用于接收所述时钟信号和所述基带信号，根据所述时钟信号生成载频信号，通过所述载频信号，对所述基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向所述输出单元发送所述射频导航定位信号；

所述输出单元，用于接收所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号发送至终端，以使所述终端根据所述射频导航定位信号确定所述终端的位置信息。

在一种可能的设计中，所述基带信号生成单元，还用于根据所述时钟信号，周期性获取扩频码，根据所述扩频码，生成所述扩频信号；或者，

所述基带信号生成单元，还用于根据所述时钟信号，周期性获取已存储的扩频信号。

在一种可能的设计中，所述基带信号生成单元，还用于对所述导航定位电文进行调制，得到数字基带信号，将所述数字基带信号进行模数转换，生成模拟基带信号，对所述模拟基带信号进行滤波处理，将所述滤波后的模拟基带信号作为基带信号。

在一种可能的设计中，所述导航定位装置还包括广播信号播发器，所述广播信号播发器与所述输出单元相连接；

所述广播信号播发器，用于向所述输出单元发送广播信号；

所述输出单元，还用于接收所述广播信号，将所述射频导航定位信号加载到所述广播信号中，将加载所述射频导航定位信号的广播信号发送至所述终端。

在一种可能的设计中，所述导航定位装置还包括合路器和广播信号播发器，所述合路器与所述输出单元相连接，所述广播信号播发器与所述合路器相连接；

所述输出单元，还用于向所述合路器发送所述射频导航定位信号；

所述广播信号播发器，用于向所述合路器发送所述广播信号；

所述合路器，用于接收所述广播信号和所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号加载到所述广播信号中，将加载所述射频导航定位信号的广播信号发送至所述终端。

在一种可能的设计中，所述导航定位装置还包括监控单元，所述监控单元分别与所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元均相连接；

所述监控单元，用于检测所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元的工作状态是否正常；

所述监控单元，还用于当所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元中任一单元的工作状态异常时，发出告警提示信息。

在一种可能的设计中，所述导航定位装置还包括软件控制单元，所述软件控制单元分别与所述时频输入单元、所述电文处理单元和所述基带信号生成单元相连接；

所述软件控制单元，用于通过现场可编程门阵列FPGA向所述时频输入单元发送第一控制指令，向所述电文处理单元发送第二控制指令，向所述基带信号生成单元发送第三控制指令；

所述时频输入单元，还用于根据所述第一控制指令，获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元，还用于根据所述第二控制指令，接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文；

所述基带信号生成单元，还用于根据所述第三控制指令，接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号。

在一种可能的设计中，所述输出单元，还用于将所述射频导航定位信号进行功率放大处理，将处理后的所述射频导航定位信号发送至所述基站中的天线，通过所述天线，广播所述射频导航定位信号，使得所述终端获取所述射频导航定位信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种导航定位方法，所述方法应用于如上述第一方面的任一项所述的导航定位装置中，所述方法包括：

所述时频输入单元获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文，所述导航定位电文至少包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

所述基带信号生成单元接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号；

所述射频调制单元接收所述时钟信号和所述基带信号，根据所述时钟信号生成载频信号，通过所述载频信号，对所述基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向所述输出单元发送所述射频导航定位信号；

所述输出单元接收所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号发送至终端，以使所述终端根据所述射频导航定位信号确定所述终端的位置信息。

第三方面，本发明实施例提供了一种导航定位方法，所述方法应用于终端中，所述方法包括：

接收至少三个基站发送的射频导航定位信号，所述至少三个基站中每个基站发送的所述射频导航定位信号包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

对于每个基站发送的射频导航定位信号，从所述射频导航定位信号中解析所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

根据所述至少三个基站中任一基站的气压和温度、所述任一基站的天线位置信息以及所述任一基站的环境参数传感器的位置信息，确定所述任一基站的海拔高度；

获取所述终端的气压，根据所述任一基站的海拔高度、所述终端的气压以及所述任一基站的气压和温度，确定所述终端的海拔高度；

根据所述终端的海拔高度、所述至少三个基站发送的射频导航定位信号，确定所述终端的位置信息。

本发明实施例中，通过在基站中设置导航定位装置，该时频输入单元，用于获取时钟信号，向该电文处理单元、该基带信号生成单元、该射频调制单元发送该时钟信号；该电文处理单元，用于接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元发送该导航定位电文；该基带信号生成单元，用于接收该时钟信号和该导航定位电文，根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，根据该扩频信号，对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元发送该基带信号；该射频调制单元，用于接收该时钟信号和该基带信号，根据该时钟信号生成载频信号，通过该载频信号，对该基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向该输出单元发送该射频导航定位信号；从而使得该输出单元将该射频导航定位信号发送至终端，进而，该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。由于基站中安装了该导航定位装置，通过该导航定位装置直接将该导航定位电文转换为射频导航定位信号，并将该射频导航定位信号直接发送至终端，省略了服务器确定基站的场强的过程，避免了环境噪声的干扰，从而提高了导航定位方法的准确率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构图；

图2是本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构图；

图3是本发明实施例提供的一种导航定位电文的结构图；

图4是本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构图；

图5是本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构图；

图6是本发明实施例提供的一种导航定位装置的结构图；

图7是本发明实施例提供的一种导航定位方法流程图；

图8是本发明实施例提供的一种导航定位方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供一种导航定位装置，该导航定位装置安装在基站中，如图1所示，该导航定位装置包括：时频输入单元101、电文处理单元102、基带信号生成单元103、射频调制单元104、输出单元105。

该时频输入单元101分别与该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104相连接，该电文处理单元102与该基带信号生成单元103相连接，该基带信号生成单元103与该射频调制单元104相连接，该射频调制单元104与该输出单元105相连接。

该时频输入单元101，用于获取时钟信号，向该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104发送该时钟信号。

本发明实施例中，该时频输入单元101可以通过北斗卫星导航系统(Bei DouNavigation Satellite System，BDS)高精度同步时钟获取高精度、准确、稳定的时钟信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该时频输入单元101还可以将通过BDS高精度同步时钟获取的时钟信号作为基本时钟信号，根据该电文处理单元102所需的频率，通过锁相环(Phase Locked Loop，PLL)对该时钟信号进行倍频处理，得到该电文处理单元102所需的频率下的时钟信号，该时频输入单元101向该电文处理单元102发送该时钟信号，使得该电文处理单元102接收到的时钟信号为该电文处理单元102所需频率下的时钟信号。

同理，该时频输入单元101根据该基带信号生成单元103所需的频率，通过PLL对该时钟信号进行倍频处理，得到该基带信号生成单元103所需的频率下的时钟信号，该时频输入单元101向该基带信号生成单元103发送该时钟信号。该时频输入单元101根据该射频调制单元104所需的频率，通过PLL对该时钟信号进行倍频处理，得到该射频调制单元104所需的频率下的时钟信号，该时频输入单元101向该射频调制单元104发送该时钟信号。使得该基带信号生成单元103和该射频调制单元104分别获取到各自所需频率下的时钟信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括监控单元106，如图2所示，该监控单元106与该时频输入单元101相连接；该监控单元106，用于检测该时频输入单元101的工作状态是否正常。

该电文处理单元102，用于接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文。其中，该导航定位电文至少包括该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间。

本发明实施例中，基站中还设置了导航电文生成装置，该电文处理单元102从该导航电文生成装置中获取基站的导航定位电文，并接收该时频输入单元101输入的时钟信号。该电文处理单元102根据该时钟信号，确定向基带信号生成单元103发送该导航定位电文的发送周期。该电文处理单元102按照该发送周期，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文。

需要说明的是，如图3所示，该导航定位电文中还可以包括标识符以及循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check，CRC)，其中，本发明实施例对该导航定位电文中该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间等数据的数据长度并不作具体限定，同样，对该导航定位电文包括的标识符的数据长度以及CRC的数据长度并不作具体限定。例如，如图3所示，该导航定位电文中，该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度的数据长度可以为5字节，该当前时间的数据长度可以为16字节，该标识符的数据长度可以为1字节，该CRC的数据长度可以为2字节。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括监控单元106，如图2所示，该监控单元106与该电文处理单元102相连接；该监控单元106，用于检测该电文处理单元102的工作状态是否正常。

该基带信号生成单元103，用于接收该时钟信号和该导航定位电文，根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，根据该扩频信号，对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号。

本发明实施例中，基站可以将该基站对应的扩频码存储在存储空间中，基站也可以直接将该扩频码对应的扩频信号存储在存储空间中。当基站将基站对应的扩频码存储在存储空间中时，该基带信号生成单元103，还用于根据该时钟信号，周期性获取扩频码，根据该扩频码，生成该扩频信号。

当基站将该扩频码对应的扩频信号存储在存储空间中时，该基带信号生成单元103，还用于根据该时钟信号，周期性获取已存储的扩频信号。

该基带信号生成单元103向该射频调制单元104发送的该基带信号为滤波处理后的模拟基带信号。因此，该基带信号生成单元103，还用于对该导航定位电文进行调制，得到数字基带信号，将该数字基带信号进行模数转换，生成模拟基带信号，对该模拟基带信号进行滤波处理，将该滤波后的模拟基带信号作为基带信号，向该射频调制单元发送该基带信号。

其中，该基带信号生成单元103可以通过数模转换器(Digital to AnalogConverter，DAC)，将该数字基带信号进行模数转换，生成模拟基带信号；然后，该基带信号生成单元103通过滤波器，对该模拟基带信号进行滤波处理，滤除该模拟基带信号中的高频信号成分，从而将该滤波处理后的模拟基带信号作为基带信号，将该基带信号发送至射频调制单元104。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括监控单元106，如图2所示，该监控单元106与该基带信号生成单元103相连接；该监控单元106，用于检测该基带信号生成单元103的工作状态是否正常。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还包括软件控制单元107，如图4所示，该软件控制单元107分别与该时频输入单元101、该电文处理单元102和该基带信号生成单元103相连接，该导航定位装置通过该软件控制单元107对该时频输入单元101、该电文处理单元102、该基带信号生成单元103进行控制。

其中，该软件控制单元107通过现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)实现对该时频输入单元101、该电文处理单元102、该基带信号生成单元103的控制，从而将导航定位电文转换为基带信号，进而将该基带信号发送至射频调制单元104。

具体的，该软件控制单元107，用于通过现场可编程门阵列FPGA向该时频输入单元101发送第一控制指令，向该电文处理单元102发送第二控制指令，向该基带信号生成单元103发送第三控制指令。

因此，该时频输入单元101，还用于根据该第一控制指令，获取时钟信号，向该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104发送该时钟信号。该电文处理单元102，还用于根据该第二控制指令，接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文。该基带信号生成单元103，还用于根据该第三控制指令，接收该时钟信号和该导航定位电文，根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，根据该扩频信号，对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号。

该射频调制单元104，用于接收该时钟信号和该基带信号，根据该时钟信号生成载频信号，通过该载频信号，对该基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向该输出单元105发送该射频导航定位信号。

其中，该射频调制单元104接收该时频输入单元101发送的时钟信号后，对该时钟信号进行倍频处理，得到射频调制所需的载频信号；然后，该射频调制单元104利用该载频信号，对该基带信号进行调制，得到调制后的调制信号；进一步的，该射频调制单元104对该调制信号进行滤波处理，滤除掉该调制信号中的干扰信号，将该滤波处理后的调制信号作为射频导航定位信号，从而向输出单元105发送该射频导航定位信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括监控单元106，如图2所示，该监控单元106与该射频调制单元104相连接；该监控单元106，用于检测该射频调制单元104的工作状态是否正常。

该输出单元105，用于接收该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号发送至终端，以使该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。

其中，该输出单元105接收到该射频导航定位信号之后，须先通过功率放大器对该射频导航定位信号进行功率放大处理，以增强射频导航信号的功率，并通过基站中的天线，以广播的形式将该射频导航定位信号发送至终端。

具体的，该输出单元105，还用于将该射频导航定位信号进行功率放大处理，将处理后的射频导航定位信号发送至该基站中的天线，通过该天线，广播该射频导航定位信号，使得该终端获取该射频导航定位信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，基站还可以通过输出单元105将广播信号与该射频导航定位信号一起发送至终端。因此，该导航定位装置还可以包括广播信号播发器108，如图5所示，该广播信号播发器108与该输出单元105相连接；该广播信号播发器108，用于向该输出单元105发送广播信号。此时，该输出单元105，还用于接收该广播信号，将该射频导航定位信号加载到该广播信号中，将加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该终端。

具体的，该输出单元105将该射频导航定位信号加载到该广播信号中，将该加载该射频导航定位信号的广播信号进行功率放大处理，将处理后的加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该基站中的天线，通过该天线，广播该加载该射频导航定位信号的广播信号，使得该终端从该广播信号中获取射频导航定位信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，基站还可以通过一个合路器将广播信号与该射频导航定位信号一起发送至终端。因此，该导航定位装置还包括合路器109和广播信号播发器108，如图6所示，该合路器109与该输出单元105相连接，该广播信号播发器108与该合路器109相连接。

此时，该输出单元105，还用于向该合路器发送该射频导航定位信号；该广播信号播发器108，用于向该合路器发送该广播信号；该合路器109，用于接收该广播信号和该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号加载到该广播信号中，将加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该终端。

具体的，该输出单元105将该射频导航定位信号进行功率放大处理，将处理后的射频导航定位信号发送至该合路器109，同时，该广播信号播发器108将广播信号发送至该合路器109，该合路器109将该射频导航定位信号与该广播信号进行射频合路，从而将该射频导航定位信号加载到该广播信号中。然后，合路器109将加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该基站中的天线，通过该天线，广播该加载该射频导航定位信号的广播信号，使得该终端从该广播信号中获取射频导航定位信号。

需要说明的是，该广播信号为与射频导航定位信号同频复用的信号，并且，该时频输入单元101还可以向该广播信号播发器108发送时钟信号，该广播信号播发器108接收该时钟信号，根据该时钟信号，周期性发出广播信号。从而使得该输出单元105发出射频导航定位信号时，该广播信号播发器108同步发出广播信号。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括监控单元106，如图2所示，该监控单元106与该输出单元105相连接；该监控单元106，用于检测该输出单元105的工作状态是否正常。

同样，该监控单元106还可以与该软件控制单元107、该广播信号播发器108以及该合路器109相连接，该监控单元106，用于检测该软件控制单元107、该广播信号播发器108以及该合路器109的工作状态是否正常。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，当该监控单元106检测到该时频输入单元101、该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104、该输出单元105、该软件控制单元107、该广播信号播发器108以及该合路器109中任一单元的工作状态异常时，该监控单元106提取工作状态异常的单元的标识以及异常信息，根据该工作状态异常的单元的标识以及异常信息，生成告警提示信息，并发出告警提示信息；当该时频输入单元101、该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104、该输出单元105、该软件控制单元107、该广播信号播发器108以及该合路器109的工作状态均为正常时，该监控单元106不发出告警提示信息。

其中，该监控单元106可以通过检测该时频输入单元101、该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104、该输出单元105、该软件控制单元107、该广播信号播发器108以及该合路器109中每个单元的心跳信息，当检测到心跳信息异常的单元时，确定该单元的工作状态异常。

该单元的标识可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该单元的标识可以为该单元的名称或者标号等。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，具体的实物装置中，该监控单元106可以与薄膜晶体管液晶显示器件(Liquid Crystal Display，LCD)相连接，当该监控单元106监控到该导航定位装置中存在工作状态异常的单元时，该监控单元106提取工作状态异常的单元的标识以及异常信息，生成告警提示信息，并向该LCD发送该告警提示信息，该LCD接收该告警提示信息，并将该告警提示信息显示在LCD的当前屏幕中。

该监控单元106也可以提取该导航定位装置中任一单元的工作状态，生成该任一单元的状态信息，向该LCD发送该任一单元的状态信息，该LCD接收该任一单元的状态信息，并将该任一单元的状态信息显示在LCD的当前屏幕中。从而使得工作人员及时获知该导航定位装置的工作状态。

另外，该监控单元106也可通过发送邮件或者短信的方式发出告警提示信息，从而使得工作人员获知该导航定位装置中工作状态异常的单元。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，具体的实物装置中，该监控单元106还可以与键盘相连接，当工作人员通过LCD的当前屏幕中显示告警提示信息获知工作状态异常的单元时，或者获知该导航定位装置中任一单元的工作状态时，工作人员可以通过该键盘中的按键调试该导航定位装置中任一单元的工作状态。

其中，该键盘中的按键的功能以及数目可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该键盘中的存在某一按键用于调试该时频输入单元101重新进入正常工作状态。

本发明实施例提供的一种可能的设计中，该导航定位装置可以与微控制单元(Micro Control Unit，MCU)以及键盘相连接，通过该MCU以及键盘对该导航定位装置进行控制。

本发明实施例中，通过在基站中设置导航定位装置，该时频输入单元101，用于获取时钟信号，向该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104发送该时钟信号；该电文处理单元102，用于接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文；该基带信号生成单元103，用于接收该时钟信号和该导航定位电文，根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，根据该扩频信号，对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号；该射频调制单元104，用于接收该时钟信号和该基带信号，根据该时钟信号生成载频信号，通过该载频信号，对该基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向该输出单元105发送该射频导航定位信号；从而使得该输出单元105将该射频导航定位信号发送至终端，进而，该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。由于基站中安装了该导航定位装置，通过该导航定位装置直接将该导航定位电文转换为射频导航定位信号，并将该射频导航定位信号直接发送至终端，省略了服务器确定基站的场强的过程，避免了环境噪声的干扰，从而提高了导航定位方法的准确率。

本发明实施例提供一种导航定位方法，该方法应用于上述实施例的导航定位装置中，如图7所示，该方法包括：

步骤201：该时频输入单元101获取时钟信号，向该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104发送该时钟信号。

本步骤中，该时频输入单元101可以通过BDS高精度同步时钟获取高精度、准确、稳定的时钟信号。

步骤202：该电文处理单元102接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文，该导航定位电文至少包括该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间。

本步骤中，该电文处理单元102从基站中的导航电文生成装置中获取基站的导航定位电文，并接收该时频输入单元101输入的时钟信号。该电文处理单元102根据该时钟信号，确定向基带信号生成单元103发送该导航定位电文的发送周期。该电文处理单元102按照该发送周期，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文。

步骤203：该基带信号生成单元103接收该时钟信号和该导航定位电文，根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，根据该扩频信号，对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号。

在一种可能的设计中，该基带信号生成单元103根据该时钟信号，周期性获取扩频码，根据该扩频码，生成该扩频信号；或者，该基带信号生成单元103根据该时钟信号，周期性获取已存储的扩频信号。

在一种可能的设计中，该基带信号生成单元103对该导航定位电文进行调制，得到数字基带信号，将该数字基带信号进行模数转换，生成模拟基带信号，对该模拟基带信号进行滤波处理，将该滤波后的模拟基带信号作为基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号。

步骤204：该射频调制单元104接收该时钟信号和该基带信号，根据该时钟信号生成载频信号，通过该载频信号，对该基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向该输出单元105发送该射频导航定位信号。

本步骤中，该射频调制单元104接收时频输入单元101发送的时钟信号后，对该时钟信号进行倍频处理，得到射频调制所需的载频信号；然后，该射频调制单元104利用该载频信号，对该基带信号进行调制，得到调制后的调制信号；进一步的，该射频调制单元104对该调制信号进行滤波处理，滤除掉该调制信号中的干扰信号，将该滤波处理后的调制信号作为射频导航定位信号，从而向输出单元105发送该射频导航定位信号。

步骤205：该输出单元105接收该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号发送至终端，以使该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。

在一种可能的设计中，该输出单元105将该射频导航定位信号进行功率放大处理，将处理后的该射频导航定位信号发送至该基站中的天线，通过该天线，广播该射频导航定位信号，使得该终端获取该射频导航定位信号。

在一种可能的设计中，该导航定位装置还可以包括广播信号播发器108，该广播信号播发器108与该输出单元105相连接；该广播信号播发器108向该输出单元105发送广播信号。该输出单元105接收该广播信号，将该射频导航定位信号加载到该广播信号中，将加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该终端。

在一种可能的设计中，该导航定位装置还包括合路器109和广播信号播发器108，该合路器109与该输出单元105相连接，该广播信号播发器108与该合路器109相连接。该输出单元105向该合路器发送该射频导航定位信号；该广播信号播发器108向该合路器发送该广播信号；该合路器109接收该广播信号和该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号加载到该广播信号中，将加载该射频导航定位信号的广播信号发送至该终端。

本发明实施例中，通过在基站中设置该导航定位装置，该时频输入单元101获取时钟信号，向该电文处理单元102、该基带信号生成单元103、该射频调制单元104发送该时钟信号。该电文处理单元102接收该时钟信号，获取导航定位电文，根据该时钟信号，周期性向该基带信号生成单元103发送该导航定位电文；该基带信号生成单元103接收该时钟信号和该导航定位电文，从而根据该时钟信号，周期性获取扩频信号，并通过该扩频信号对该导航定位电文进行调制，生成基带信号，向该射频调制单元104发送该基带信号。该射频调制单元104接收该时钟信号和该基带信号并根据该时钟信号生成载频信号，通过该载频信号，对该基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向该输出单元105发送该射频导航定位信号。该输出单元105接收该射频导航定位信号，将该射频导航定位信号发送至终端，从而使得该终端根据该射频导航定位信号确定该终端的位置信息。由于通过该导航定位装置直接将该导航定位电文转换为射频导航定位信号，并将该射频导航定位信号直接发送至终端，省略了服务器确定基站的场强的过程，避免了环境噪声的干扰，从而提高了导航定位方法的准确率。

本发明实施例提供一种导航定位方法，该方法应用于终端中，如图8所示，该方法包括：

步骤301：终端接收至少三个基站发送的射频导航定位信号，该至少三个基站中每个基站发送的该射频导航定位信号包括该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间。

步骤302：对于每个基站发送的射频导航定位信号，终端从该射频导航定位信号中解析该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间。

步骤303：终端根据该至少三个基站中任一基站的气压和温度、该任一基站的天线位置信息以及该任一基站的环境参数传感器的位置信息，确定该任一基站的海拔高度。

需要说明的是，对于该至少三个基站中的任一基站，终端对该基站的射频导航定位信号进行解析，从而获取该基站的天线的位置信息以及环境参数传感器的位置信息，环境参数传感器的位置信息即为该环境参数传感器在该基站中的安装位置，终端根据该基站的天线的位置信息以及环境参数传感器的位置信息，确定该环境参数传感器中测得的气压对应的实际高度，将该高度作为该基站的海拔高度。

步骤304：终端获取该终端的气压，根据该任一基站的海拔高度、该终端的气压以及该任一基站的气压和温度，确定该终端的海拔高度。

步骤305：终端根据该终端的海拔高度、该至少三个基站发送的射频导航定位信号，确定该终端的位置信息。

其中，终端根据该终端的海拔高度、至少三个基站发送的射频导航定位信号，确定该终端的位置信息的步骤可以为：终端从该至少三个基站发送的射频导航定位信号中获取该至少三个基站的位置信息以及该至少三个基站的当前时间；终端根据该至少三个基站的位置信息和当前时间，确定该终端与该每个基站之间的距离；终端根据该终端与该每个基站之间的距离，以及该终端的海拔高度，确定该终端的位置信息。

需要说明的是，终端根据该终端与该每个基站之间的距离和该终端的海拔高度，确定该终端的位置信息时，终端可以通过预设定位算法，确定终端的位置。

其中，该预设定位算法可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定，例如，该预设定位算法可以为TODA(Time Difference of Arrival，到达时间差)定位算法，也可以为TOA(Time of Arrival，到达时间)定位算法。

本发明实施例中，终端接收至少三个基站发送的射频导航定位信号，对于每个基站发送的射频导航定位信号，终端从该射频导航定位信号中解析该基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、该基站的气压和温度以及当前时间，并根据该至少三个基站中任一基站的气压和温度、该任一基站的天线的位置信息以及该任一基站的环境参数传感器的位置信息，确定该任一基站的海拔高度，根据该任一基站的海拔高度、该终端的气压以及该任一基站的气压和温度，确定该终端的海拔高度；进而，终端根据该终端的海拔高度、该至少三个基站发送的射频导航定位信号，确定该终端的位置信息。由于省略了服务器确定基站的场强的过程，终端直接接收基站发送的射频导航定位信号，根据该射频导航定位信号，确定终端的位置信息，从而避免了环境噪声的干扰，从而提高了导航定位方法的准确率。

需要说明的是：上述实施例提供的导航定位装置在导航定位时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的导航定位装置与导航定位方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导航定位装置，其特征在于，所述导航定位装置安装在基站中，所述导航定位装置包括：时频输入单元、电文处理单元、基带信号生成单元、射频调制单元、输出单元；

所述时频输入单元分别与所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元相连接，所述电文处理单元与所述基带信号生成单元相连接，所述基带信号生成单元与所述射频调制单元相连接，所述射频调制单元与所述输出单元相连接；

所述时频输入单元，用于获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元，用于接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文，所述导航定位电文至少包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

所述基带信号生成单元，用于接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号；

所述射频调制单元，用于接收所述时钟信号和所述基带信号，根据所述时钟信号生成载频信号，通过所述载频信号，对所述基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向所述输出单元发送所述射频导航定位信号；

所述输出单元，用于接收所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号发送至终端，以使所述终端根据所述射频导航定位信号确定所述终端的位置信息。

2.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述基带信号生成单元，还用于根据所述时钟信号，周期性获取扩频码，根据所述扩频码，生成所述扩频信号；或者，

所述基带信号生成单元，还用于根据所述时钟信号，周期性获取已存储的扩频信号。

3.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述基带信号生成单元，还用于对所述导航定位电文进行调制，得到数字基带信号，将所述数字基带信号进行模数转换，生成模拟基带信号，对所述模拟基带信号进行滤波处理，将所述滤波后的模拟基带信号作为基带信号。

4.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述导航定位装置还包括广播信号播发器，所述广播信号播发器与所述输出单元相连接；

所述广播信号播发器，用于向所述输出单元发送广播信号；

所述输出单元，还用于接收所述广播信号，将所述射频导航定位信号加载到所述广播信号中，将加载所述射频导航定位信号的广播信号发送至所述终端。

5.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述导航定位装置还包括合路器和广播信号播发器，所述合路器与所述输出单元相连接，所述广播信号播发器与所述合路器相连接；

所述输出单元，还用于向所述合路器发送所述射频导航定位信号；

所述广播信号播发器，用于向所述合路器发送所述广播信号；

所述合路器，用于接收所述广播信号和所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号加载到所述广播信号中，将加载所述射频导航定位信号的广播信号发送至所述终端。

6.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述导航定位装置还包括监控单元，所述监控单元分别与所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元均相连接；

所述监控单元，用于检测所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元的工作状态是否正常；

所述监控单元，还用于当所述时频输入单元、所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元、所述输出单元中任一单元的工作状态异常时，发出告警提示信息。

7.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述导航定位装置还包括软件控制单元，所述软件控制单元分别与所述时频输入单元、所述电文处理单元和所述基带信号生成单元相连接；

所述软件控制单元，用于通过现场可编程门阵列FPGA向所述时频输入单元发送第一控制指令，向所述电文处理单元发送第二控制指令，向所述基带信号生成单元发送第三控制指令；

所述时频输入单元，还用于根据所述第一控制指令，获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元，还用于根据所述第二控制指令，接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文；

所述基带信号生成单元，还用于根据所述第三控制指令，接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号。

8.根据权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，

所述输出单元，还用于将所述射频导航定位信号进行功率放大处理，将处理后的所述射频导航定位信号发送至所述基站中的天线，通过所述天线，广播所述射频导航定位信号，使得所述终端获取所述射频导航定位信号。

9.一种导航定位方法，其特征在于，所述方法应用于如上述权利要求1-8任一项所述的导航定位装置中，所述方法包括：

所述时频输入单元获取时钟信号，向所述电文处理单元、所述基带信号生成单元、所述射频调制单元发送所述时钟信号；

所述电文处理单元接收所述时钟信号，获取导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性向所述基带信号生成单元发送所述导航定位电文，所述导航定位电文至少包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

所述基带信号生成单元接收所述时钟信号和所述导航定位电文，根据所述时钟信号，周期性获取扩频信号，根据所述扩频信号，对所述导航定位电文进行调制，生成基带信号，向所述射频调制单元发送所述基带信号；

所述射频调制单元接收所述时钟信号和所述基带信号，根据所述时钟信号生成载频信号，通过所述载频信号，对所述基带信号进行调制，生成射频导航定位信号，向所述输出单元发送所述射频导航定位信号；

所述输出单元接收所述射频导航定位信号，将所述射频导航定位信号发送至终端，以使所述终端根据所述射频导航定位信号确定所述终端的位置信息。

10.一种导航定位方法，其特征在于，所述方法应用于终端中，所述方法包括：

接收至少三个基站发送的射频导航定位信号，所述至少三个基站中每个基站发送的所述射频导航定位信号包括所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

对于每个基站发送的射频导航定位信号，从所述射频导航定位信号中解析所述基站的天线的位置信息、环境参数传感器的位置信息、所述基站的气压和温度以及当前时间；

根据所述至少三个基站中任一基站的气压和温度、所述任一基站的天线位置信息以及所述任一基站的环境参数传感器的位置信息，确定所述任一基站的海拔高度；

获取所述终端的气压，根据所述任一基站的海拔高度、所述终端的气压以及所述任一基站的气压和温度，确定所述终端的海拔高度；

根据所述终端的海拔高度、所述至少三个基站发送的射频导航定位信号，确定所述终端的位置信息。