CN112147659B - 天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质 - Google Patents

天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

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。

Description

天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质
技术领域
本申请涉及无线电导航领域，特别是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。
背景技术
随着科技的发展，全球导航卫星系统越来越成为生产和生活不可或缺的一部分。全球导航卫星系统受限于复杂的无线电环境，且易受到遮挡、干扰和欺骗，这些都会导致全球导航卫星系统的不可用。在很多场景下，保持安全可靠的导航定位非常重要，那么就需要别的手段来确保导航行为的准确性、可用性和完好性。机会信号导航定位是指利用所有可以利用的费导航无线电信号进行导航，机会信号导航定位可作为现有导航系统的备份和增强，能够大大提高导航系统的性能。
天基机会无线电信号(以下简称天基机会信号)是机会信号中的一大类。天基机会信号是指辐射源位于天空或太空的无线电信号。利用天基机会进行导航定位具有重要意义。多普勒定位是天基机会信号导航定位的一种最主要的一种方式。
传统技术中，通过多普勒定位进行天基机会导航定位的方法主要是利用两行根数和SGP4(Simplified General Perturbation)建立轨道预测模型，通过轨道预测模型对卫星的位置和速度进行预测，但是这两种方法建立的轨道预测模型的位置估计误差较大，在公里量级，这会引入一个非常大的系统误差，制约多普勒定位的定位精度。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高定位精度的天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质。
为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种天基机会信号差分多普勒定位方法，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。
在其中一个实施例中，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。
在其中一个实施例中，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；
通过公式Ri+1＝Ri+(GTWG)-1GTWY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
W为权值矩阵，W＝diag[snr1,snr2,…,snrm]，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。
在其中一个实施例中，所述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，包括：
若所述当前匹配计数大于所述预设计数阈值，比较所述当前匹配计数与所述预设向量总数，其中，所述预设向量总数是指所述目标观测向量矩阵中预设的观测向量的总数量，所述预设向量总数大于等于所述预设计数阈值；
若所述当前匹配计数小于等于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，得到所述目标观测向量矩阵；
若所述当前匹配计数大于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，并删除所述观测向量矩阵中最小的所述匹配计数对应的观测向量，得到所述目标观测向量矩阵。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
若所述当前匹配计数小于预设计数阈值，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。
在其中一个实施例中，所述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，包括：
根据所述参考节点广播帧的参考历元时刻和所述天基机会信号的天基历元时刻，确定历元时刻差；
若所述历元时刻差小于预设时间差阈值，计算所述参考节点广播帧的解调后序列与所述天基机会信号的解调后序列的误码率；
若所述误码率小于预设误码率阈值，则匹配通过。
在其中一个实施例中，所述计算所述参考节点广播帧的解调后序列与所述天基机会信号的解调后序列的误码率，包括：
根据公式
计算所述误码率。
在其中一个实施例中，所述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，包括：
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通过容积卡尔曼滤波法进行非线性滤波，得到所述当前匹配计数对应的系统状态量。
在其中一个实施例中，所述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，包括：
通过公式确定当前时刻用户的位置，其中，puf为所述当前时刻用户的位置，p2所述当前匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标，vu为用户当前历元时刻的速度，au用户当前历元时刻的加速度，t为所述当前时刻，tm为所述当前历元时刻。
第二方面，本申请实施例提供一种一种天基机会信号差分多普勒定位装置，所述装置包括：
信号接收模块，用于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；
匹配计数获取模块，用于获取匹配计数，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；
匹配模块，用于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；
目标观测向量矩阵获取模块，用于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；
第一系统状态量获取模块，用于获取上一匹配计数对应的系统状态量；
系统观测量建立模块，用于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；
非线性滤波解算模块，用于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；
定位模块，用于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。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
上述天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质，在当前匹配计数大于预设计数阈值时，通过获取目标观测向量矩阵和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；根据上一匹配计数对应的系统状态量和系统观测量进行非线性滤波解算，得到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。本申请实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质通过参考节点广播帧和天基机会信号两种信号进行差分多普勒，得到差分多普勒信息观测方程，能够有效消除多普勒定位过程中参考节点和用户端接收信号中产生的位置和速度估计误差对定位的影响，从而提高多普勒定位的准确性。另外，本申请实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法、装置、设备和介质通过将上一匹配计数对应的系统状态量和当前匹配计数对应的系统观测量进行非线性滤波解算，得到当前匹配计数的系统状态量，消除了随机误差，进一步提高了定位的准确性。
附图说明
图1为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法的应用环境图；
图2为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法的步骤流程示意图；
图3为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法的步骤流程示意图；
图4为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法的步骤流程示意图；
图5为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位方法的步骤流程示意图；
图6为本申请一个实施例提供的天基机会信号差分多普勒定位装置结构框图；
图7为本申请一个实施例提供的计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的天基机会信号差分多普勒定位方法，可以适用于图1所示的应用环境中。如图1所示，信号发射源10可以为任何可以发射天基机会信号的发射源，例如，信号发射源10可以为铱星，也可以为其他通信卫星。参考节点20和用户接收机30接收信号发射源10发射的天基机会信号，同时，参考节点20与用户接收机30之间通信连接，参考节点20将接收的天基机会信号发送至用户接收机30。本申请实施例提供的用户接收机可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
需要说明的是，下述方法实施例的执行主体可以是用户接收机，该用户接收机可以通过软件、硬件或者软硬件结合的方式实现成为上述计算机设备的部分或者全部。下述方法实施例中，均以执行主体是用户接收机为例来进行说明。
请参见图2，本申请一个实施例提供一种天基机会信号差分多普勒定位方法，所述方法用于对实用天基机会信号的用户进行定位。所述方法包括：
S10，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，，天基机会信号是指直接接收的信号发射源发送的信号。
参考节点和用户接收机均实时接收信号发射源发送的天机机会信号。参考节点接收到信号发射源发送的天机机会信号后，对信号处理，并结合参考节点的位置信息以及当前时刻的时间历元信息，形成参考节点广播帧，并进行广播。参考节点广播帧包括但不限于参考节点接收到的天机机会信号、参考节点的位置信息、时间戳等。具体的，参考节点广播帧可以包括参考节点端的历元时刻(即参考节点接收天机机会信号的历元时刻)、参考节点接收到的天基机会信号的多普勒估计值、参考节点接收到的天基机会信号的信噪比估计值、参考节点的地心地固坐标系位置坐标、参考节点接收到的天基机会信号解调后的序列。用户接收机实时接收信号发射源发送的天基机会信号和由参考节点发送的参考节点广播帧。
本实施例提供的方法仅对当前历元时刻，用户接收机对信号的处理和定位方法，其他时刻的处理重复本实施例提供的方法的步骤即可。
S20，获取匹配计数，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。
历史参考节点广播帧和历史天基机会信号是指当前历元时刻之前的参考节点广播帧和天基机会信号。当参考节点广播帧和天基机会信号匹配通过，匹配计数m计数一次，以此确定历史信号中，匹配通过的信号的数量。
S30，根据历元时刻和信号发射源，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m。
用户接收机将当前历元时刻接收到的参考节点广播帧和天基机会信号进行匹配，匹配的原则是，保证在接近的历元时刻参考节点广播帧和天基机会信号为同一信号发射源发送的信号。若匹配通过，更新匹配计数，得到当前匹配计数m。可以通过上一匹配计数+1得到当前匹配计数m。
S40，若当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm，获取目标观测向量矩阵，其中，目标观测向量矩阵包括观测向量，目标观测向量矩阵包括表征参考节点广播帧和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历史参考节点广播帧和历史天基机会信号的特征参数的观测向量。
预设计数阈值Nm可以为预先设置的固定阈值。当当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm，则启动定位操作。用户接收机获取目标观测向量矩阵。目标观测向量矩阵用于表征当前匹配计数m和当前匹配计数m之前预设范围内匹配计数对应的参考节点广播帧和天基机会信号的特征参数。每个匹配计数对应一个观测向量，其中，观测向量用于表征当前历元时刻参考节点广播帧和天基机会信号的特征参数。目标观测向量矩阵包括多个观测向量。也就是说，目标观测向量矩阵中包括当前匹配计数m对应的观测向量，还包括一定数量的历史的匹配计数对应的观测向量。
观测向量包括但不限于以下参数：参考节点端的历元时刻、参考节点接收到的天基机会信号的多普勒估计值、参考节点接收到的天基机会信号的信噪比估计值、参考节点的地心地固坐标系位置坐标、参考节点接收到的天基机会信号解调后的序列；用户端的历元时刻、用户端接收到的天基机会信号的多普勒估计值、用户端接收到的天基机会信号的信噪比估计值、信号发射源在当前历元时刻的地心地固坐标系位置坐标和地心地固坐标系速度向量以及用户端接收到的天基机会信号解调后的序列。
S50，获取上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1。
上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1包括上一匹配计数m-1对应的用户定位位置坐标P1、速度矢量以及钟差、频漂。
S60，以上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1的定位位置坐标P1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P2，并根据二次定位位置坐标P2建立系统观测量Ym。
以S50中获取的上一匹配计数m-1对应的用户定位位置坐标P1为初始位置，根据S40中得到的目标观测向量矩阵得到差分多普勒线性观测方程，并进一步进行加权迭代最小二乘，得到二次定位位置坐标P2。根据得到的二次定位位置坐标P2建立系统观测量。系统观测量Ym包括但不限于当前匹配计数m对应的用户定位位置坐标和速度矢量，即二次定位位置坐标P2和速度矢量。
S70，根据上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1和系统观测量P2进行非线性滤波解算，得到当前匹配计数m对应的系统状态量Xm。
当前匹配计数m对应的系统状态量Xm中包括当前匹配计数m对应的用户定位位置坐标P3。
S80，根据用户当前历元时刻的运动姿态和当前匹配计数m对应的系统状态量Xm的定位位置坐标P3，定位当前时刻用户的位置puf。
用户当前历元时刻的运动姿态包括用户的运动速度、运动加速度等。根据S70得到的系统状态量Xm的定位位置坐标P3，结合用户当前的运动进一步准确确定出用户当前时刻的位置puf。
本实施例中，在当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm时，通过获取目标观测向量矩阵和上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1，以上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1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Ym；根据上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1和系统观测量Ym进行非线性滤波解算，得到当前匹配计数m对应的系统状态量Xm；根据用户当前历元时刻的运动姿态和当前匹配计数m对应的系统状态量Xm的定位位置坐标，定位当前时刻用户的位置。本申请实施例提供的方法通过参考节点广播帧和天基机会信号两种信号进行差分多普勒，得到差分多普勒信息观测方程，能够有效消除多普勒定位过程中参考节点和用户端接收信号中产生的位置和速度估计误差对定位的影响，从而提高多普勒定位的准确性。另外，本申请实施例提供的方法通过将上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1和当前匹配计数m对应的系统观测量Ym进行非线性滤波解算，得到当前匹配计数m的系统状态量Xm，消除了随机误差，进一步提高了定位的准确性。
请参见图3，本实施例涉及参考节点广播帧与天基机会信号的匹配过程。S30包括：
S310，根据参考节点广播帧的参考历元时刻和天基机会信号的天基历元时刻，确定历元时刻差。
由于参考节点与用户接收机的位置存在偏差，所以接收到同一信号发射源的天基机会信号的历元时刻存在差异。历元时刻差是指参考节点广播帧的历元时刻与天基机会信号的历元时刻的差值。
S320，若历元时刻差小于预设时间差阈值δtmax，计算参考节点广播帧的解调后序列与天基机会信号的解调后序列的误码率。
预设时间差阈值δtmax单位可以为秒，预设时间差阈值δtmax可以根据需求设定，例如，预设时间差阈值δtmax可以设定为0.5秒。若历元时刻差小于预设时间差阈值δtmax，进一步误码率。在一个具体的实施例中，
其中，abs(·)是指对序列求绝对值，sum(·)是指序列求和。
S330，若误码率小于预设误码率阈值δmax，则匹配通过。
预设误码率阈值δmax可以根据需求设定，例如，预设误码率阈值δmax可以设定为0.02。若误码率小于预设误码率阈值，匹配通过，说明当前历元时刻的参考节点广播帧与天基机会信号为同一信号发射源的信号。
用户接收机将参考节点广播帧和天基机会信号按照参考节点广播帧的历元时刻的顺序，对历元时刻差在±δtmax之间的天基机会信号，按照以上方法进行遍历，分别计算每个天基机会信号的解调后序列与参考节点广播帧解调后序列的误码率，从而匹配出同一历元时刻，源于同一信号发射源的参考节点广播帧和天基机会信号。
请参见图4，本实施例提供观测向量矩阵的累积过程，即当当前匹配计数m小于预设计数阈值Nm时，所述方法还进一步包括：
S910，若当前匹配计数m小于预设计数阈值Nm，将当前历元时刻对应的观测向量添加到观测向量矩阵。
如上一实施例所述，在当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm时，触发定位，那么，在当前匹配计数m小于预设计数阈值Nm时，用户接收机不启动定位，仅进行观测向量的累积。将匹配通过的参考节点广播帧和天基机会信号的观测向量添加到观测向量矩阵中，重复以上S10、S20、S30、S910，直至当前匹配计数m等于预设计数阈值Nm。
请继续参见图4，本实施例提供系统状态向量的初始化过程，即当当前匹配计数m等于预设计数阈值Nm时，所述方法还进一步包括：
S920，若当前匹配计数m等于预设计数阈值Nm，将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；
S930，将当前匹配计数对应的参考节点的位置作为初始位置估计坐标p0。
S940，以所述初始位置估计坐标p0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p0-1；
S950，根据所述初始定位位置坐标建立初始系统状态量X0。
此处的初始系统状态量X0包括当前匹配计数m对应的历元时刻的用户位置坐标、速度向量以及钟差、频漂。
在一个实施例中，通过以下方法步骤实现以所述初始位置估计坐标p0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p0-1，即S940的实现过程如下：
差分多普勒线性观测方程是由查分多普勒df所得，df满足以下关系：
其中，fd1为参考节点的多普勒频率，为fd2为用户端的多普勒频率。f0为所述天基机会信号的中心频率，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)。
多普勒线性观测方程满足以下关系：
上述线性观测方程是由公式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的结果。其中，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。需要说明的是，为了便于说明，此处用户位置坐标统一定义为Pu，在不同的步骤中，生成不同的用户位置坐标，可对Pu进行替换，例如，S940中，Pu可以替换为p0-1。
加权迭代最小二乘满足如下关系：
Ri+1＝Ri+(GTWG)-1GTWY
其中，方向矩阵G为
权值矩阵W由观测向量中的信噪比决定，即W＝diag[snr1,snr2,…,snrm]，其中，diag为对角阵。Y为残差向量，即Y＝df(tm)-df(Ri,tm)，tm为所述当前历元时刻。
可以理解，以上步骤S920-S950获得的初始系统状态量X0，在当前匹配计数m等于预设计数阈值Nm+1时，作为步骤S60中的系统状态量Xm-1。
本实施例中，通过在当前匹配计数m等于预设计数阈值Nm时，将当前匹配计数m对应的参考节点的位置作为初始位置估计坐标，并以初始位置估计坐标作为初始位置，根据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X0，实现系统状态量的初始化。由于参考节点与用户位置较接近，且参考节点位置已知，因此，以参考节点位置作为初始位置进行初始化得到的系统状态量更加精确，进一步提高后期定位的准确性。
请参见图5，本实施例涉及当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm时，目标观测向量矩阵的获取过程。如图5所示，S40包括：
S410，若当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm，比较当前匹配计数m与预设向量总数Nf，其中，预设向量总数Nf是指目标观测向量矩阵中预设的观测向量的总数量，预设向量总数Nf大于等于预设计数阈值Nm；
S420，若当前匹配计数m小于等于预设向量总数Nf，则将当前匹配计数m对应的观测向量添加到观测向量矩阵，得到目标观测向量矩阵；
S430，若当前匹配计数m大于预设向量总数Nf，则将当前匹配计数m对应的观测向量添加到观测向量矩阵，并删除观测向量矩阵中最小的匹配计数对应的观测向量，得到目标观测向量矩阵。
如前实施例所述，当当前匹配计数m大于预设计数阈值Nm时，触发定位步骤。由于预设向量总数Nf≥预设计数阈值Nm，因此，要进一步判断当前匹配计数m与预设向量总数Nf的关系。
当当前匹配计数m≤预设向量总数Nf时，即观测向量矩阵中观测向量的数量未达到预设向量总数，此时，直接将当前匹配计数m对应的观测向量加入观测向量矩阵，以此形成的观测向量矩阵作为目标观测向量矩阵进行后续的定位步骤。
当当前匹配计数m>预设向量总数Nf时，需要保持观测向量矩阵中共包括预设历史向量总数Nf的观测向量。其中，观测向量矩阵包括当前匹配计数m对应的参考节点广播帧和天基机会信号的观测向量，以及Nf-1的历史匹配计数m对应的参考节点广播帧和天基机会信号的观测向量。此时，需要将当前匹配计数m对应的观测向量加入观测向量矩阵，并删除观测向量矩阵中的一个历史匹配计数对应的观测向量，以保持观测向量矩阵中的观测向量总数为Nf。在一个具体的实施例中，添加观测向量的同时，可以删除观测向量矩阵中最小的匹配计数对应的观测向量，即删除观测向量矩阵中最早历元时刻对应的观测向量，以此得到目标观测向量矩阵。
本实施例中，在前匹配计数m大于预设计数阈值Nm时，通过比较当前匹配计数m与预设向量总数Nf，在当前匹配计数m小于等于预设向量总数Nf时，直接将当前匹配计数m对应的观测向量添加到观测向量矩阵，得到目标观测向量矩阵；在当前匹配计数m大于预设向量总数Nf时，将当前匹配计数m对应的观测向量添加到观测向量矩阵，并删除观测向量矩阵中最小的匹配计数对应的观测向量，得到目标观测向量矩阵，以此保证目标观测向量矩阵中观测向量的数量，并保持观测向量矩阵中观测向量的实时性，从而进一步提高后续定位的准确性。
S60中，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，与上述实施例S940的具体实现过程类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，S70包括：
根据所述上一匹配计数m-1对应的系统状态量Xm-1和系统观测量Ym通过容积卡尔曼滤波法(CKF)进行非线性滤波，得到当前匹配计数m对应的系统状态量Xm。
具体的，该离线非线性系统可以表示为：
其中，Ym为当前匹配计数m对应的系统观测量,当前匹配计数随机系统噪声Wm～N(0，Q)，当前匹配计数随机观测噪声Vm～N(0，R)，f(Xm)为系统状态方程，h(Xm)为系统观测方程。CKF状态更新方法如下：
对于状态更新，假设上一匹配计数m-1对应的后验概率密度
已知，对状态误差协方差矩阵进行平方根法(Cholesky分解)，得到：
那么，卡尔曼滤波(Cubature)采样点可计算如下，i＝1,2,…,2n，n为所述上一匹配计数对应的系统状态量的维数：
其中，传播到当前匹配计数m为：/>
当前匹配计数m对应的状态预测估计为：
状态误差协方差预测估计值为：
对于观测更新，对误差协方差Pm|m-1进行平方根法(Cholesky分解)，有
那么卡尔曼滤波(Cubature)采样点可计算如下：
传播卡尔曼滤波(Cubature)采样点，有：
Yi,m|m-1＝h(Ci,m|m-1)
当前匹配计数m对应的观测预测估计为：
观测误差自协方差预测估计值为：
观测误差互协方差预测估计值为：
估计卡尔曼增益：
最终当前匹配计数m对应的系统状态估计值为：
当前匹配计数m对应的状态协方差为：
需要说明的是，f(·)在本实施例中为根据上一匹配计数m对应的历元时刻的用户运动姿态(速度和加速度)对当前历元时刻的用户位置和速度进行预测，同时当前历元时刻的钟差和频差与上一匹配计数m对应的历元时刻的钟差和频差相同。
在一个实施例中，S80通过以下公式实现：
其中，puf为所述当前时刻用户的位置，p2所述当前匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标，vu为用户当前历元时刻的速度，vu＝[vux,vuy,vuz]，au用户当前历元时刻的加速度，au＝[aux,auy,auz]，t为所述当前时刻，tm为所述当前历元时刻。
本实施例中，通过用户当前历元时刻的运动姿态和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，不仅考虑了定位的位置坐标，而且考虑了用户当前的姿态情况，使得定位结果更加准确。
应该理解的是，虽然图中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，提供了一种天基机会信号差分多普勒定位装置1000，所述装置包括信号接收模块100、匹配计数获取模块200、匹配模块300、目标观测向量矩阵获取模块400、第一系统状态量获取模块500、系统观测量建立模块600、非线性滤波解算模块700和定位模块800。
信号接收模块100，用于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；
匹配计数获取模块200，用于获取匹配计数，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；
匹配模块300，用于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；
目标观测向量矩阵获取模块400，用于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；
第一系统状态量获取模块500，用于获取上一匹配计数对应的系统状态量；
系统观测量建立模块600，用于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；
非线性滤波解算模块700，用于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；
定位模块800，用于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。
在一个实施例中，天基机会信号差分多普勒定位装置1000还包括初始化模块910。初始化模块910用于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。
在一个实施例中，初始化模块910具体用于通过公式
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；
通过公式Ri+1＝Ri+(GTWG)-1GTWY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
W为权值矩阵，W＝diag[snr1,snr2,…,snrm]，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。
在一个实施例中，目标观测向量矩阵获取模块400具体用于若所述当前匹配计数大于所述预设计数阈值，比较所述当前匹配计数与所述预设向量总数，其中，所述预设向量总数是指所述目标观测向量矩阵中预设的观测向量的总数量，所述预设向量总数大于等于所述预设计数阈值；若所述当前匹配计数小于等于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，得到所述目标观测向量矩阵；若所述当前匹配计数大于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，并删除所述观测向量矩阵中最小的所述匹配计数对应的观测向量，得到所述目标观测向量矩阵。
在一个实施例中，天基机会信号差分多普勒定位装置1000还包括观测向量累积模块920。观测向量累积模块920用于若所述当前匹配计数小于预设计数阈值，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。
在一个实施例中，匹配模块300具体用于根据所述参考节点广播帧的参考历元时刻和所述天基机会信号的天基历元时刻，确定历元时刻差；若所述历元时刻差小于预设时间差阈值，计算所述参考节点广播帧的解调后序列与所述天基机会信号的解调后序列的误码率；若所述误码率小于预设误码率阈值，则匹配通过。
在一个实施例中，匹配模块300具体用于根据公式
计算所述误码率。
在一个实施例中，非线性滤波解算模块700具体用于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通过容积卡尔曼滤波法进行非线性滤波，得到所述当前匹配计数对应的系统状态量。
在一个实施例中，定位模块80具体用于通过公式
确定当前时刻用户的位置，其中，puf为所述当前时刻用户的位置，p2所述当前匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标，vu为用户当前历元时刻的速度，au用户当前历元时刻的加速度，t为所述当前时刻，tm为所述当前历元时刻。
关于所述天基机会信号差分多普勒定位装置1000的具体限定可以参见上文中对于天基机会信号差分多普勒定位方法的限定，在此不再赘述。上述天基机会信号差分多普勒定位装置1000中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
请参见图7，在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储源数据、报表数据等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种天基机会信号差分多普勒定位方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
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。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
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。
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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

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，Vu为用户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；
通过公式Ri+1＝Ri+(GTWG)-1GTWY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
W为权值矩阵，W＝diag[snr1,snr2,…,snrm]，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.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括：
若所述当前匹配计数大于所述预设计数阈值，比较所述当前匹配计数与预设向量总数，其中，所述预设向量总数是指所述目标观测向量矩阵中预设的观测向量的总数量，所述预设向量总数大于等于所述预设计数阈值；
若所述当前匹配计数小于等于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，得到所述目标观测向量矩阵；
若所述当前匹配计数大于所述预设向量总数，则将所述当前匹配计数对应的所述观测向量添加到观测向量矩阵，并删除所述观测向量矩阵中最小的所述匹配计数对应的观测向量，得到所述目标观测向量矩阵。
5.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小于预设计数阈值，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。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括：
根据所述参考节点广播帧的参考历元时刻和所述天基机会信号的天基历元时刻，确定历元时刻差；
若所述历元时刻差小于预设时间差阈值，计算所述参考节点广播帧的解调后序列与所述天基机会信号的解调后序列的误码率；
若所述误码率小于预设误码率阈值，则匹配通过。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算所述参考节点广播帧的解调后序列与所述天基机会信号的解调后序列的误码率，包括：
根据公式
计算所述误码率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括：
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通过容积卡尔曼滤波法进行非线性滤波，得到所述当前匹配计数对应的系统状态量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述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，包括：
通过公式确定当前时刻用户的位置，其中，puf为所述当前时刻用户的位置，p2所述当前匹配计数对应的系统状态量的定位位置坐标，vu为用户当前历元时刻的速度，au用户当前历元时刻的加速度，t为所述当前时刻，tm为所述当前历元时刻。
10.一种天基机会信号差分多普勒定位装置，其特征在于，所述装置包括：
信号接收模块，用于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由参考节点转发的信号发射源发送的信号，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；
匹配计数获取模块，用于获取匹配计数，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；
匹配模块，用于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；
目标观测向量矩阵获取模块，用于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；
第一系统状态量获取模块，用于获取上一匹配计数对应的系统状态量；
系统观测量建立模块，用于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；
非线性滤波解算模块，用于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；
定位模块，用于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。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至9中任一项所述方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
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