CN112526550B - 一种同源阵列伪卫星系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种同源阵列伪卫星系统，包括时频控制模块、伪卫星基站和伪卫星天线；本发明通过利用时频基准1PPS控制下的多组延迟码控制伪卫星每一时刻的覆盖范围，保证同一时刻的多址干扰最小，同时通过天线定向和极化设置，尽可能减少接收机的多径影响，保证室内环境下伪卫星信号接收的稳定性。

Description

一种同源阵列伪卫星系统
技术领域
本发明适用范围很广，涉及室内、隧道、机场等所有遮蔽环境需要地面增强的定位领域。特别是针对室内复杂环境下的伪卫星定位技术应用。
背景技术
目前，室内定位的需求越来越迫切，人们希望能够在大型商场、公共场所、较长的高速隧道等知道自身所在的位置，并且能够快速的到达目的地。
以北斗和GPS为代表的卫星导航系统应用越来越广泛，并且已经成为智能手机、车载导航仪等必不可少的功能。然而，由于当前复杂的室内环境，室内墙壁、玻璃等造成的室内多径信号比较复杂，从而无法有效的保障接收机连续稳定的跟踪伪卫星信号。
基于上述原因，需要设计一种新的同源阵列伪卫星系统设计，尽可能的减少多径信号和接收机多径信号的识能力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在已有的室内伪卫星基础上，进行一些新的改进设计，尽可能的提升接收机对伪卫星信号的连续跟踪能力。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种同源阵列伪卫星系统，包括时频控制模块、伪卫星基站和伪卫星天线；
时频控制模块通过外部授时接收机的授时，生成标准的与卫星同步的时钟和1PPS，输出至伪卫星基站；并根据伪卫星通道数n，生成n组相互正交的延迟码，每组延迟码有多个延迟值，将延迟码输出至伪卫星天线，控制伪卫星天线在1秒内旋转一周的旋转次数；
伪卫星基站根据时频控制模块输出的时钟和1PPS生成多路伪卫星信号，输出至伪卫星天线；
伪卫星天线在延迟码的控制下进行固定旋转，将伪卫星信号发送出去。
其中，时频控制模块包括授时接收机、时钟驯服模块、延迟码生成器和延迟器；授时接收机通过接收天上卫星信号实现本地与卫星的同步，输出同步后的1PPS至时钟驯服模块；时钟驯服模块在1PPS的控制下，实时标较本地时钟，实现本地时钟频率与卫星时钟频率的一致，并将标校后时钟输出的1PPS输出至延迟码生成器；延迟码生成器在1PPS的控制下，生成通道间两两正交的延迟码，控制延迟器生成控制信号输出至伪卫星天线；
其中，伪卫星包括三步约束，第一为定向约束，第二为右旋圆极化约束，第三以1秒为周期的旋转；伪卫星天线采用右旋定向螺旋天线，利用1秒为周期的天线旋转特性，将室内空间分成n等份，通过旋转实现信号的局域覆盖。
本发明技术具有如下优点：
本发明提出的伪卫星系统，通过利用定向天线、1PPS为基准的两两正交的延迟码设计，将室内信号的覆盖区域分成n份，可以有效避免多信号之间的多址干扰，同时由于每次信号只覆盖室内区域的一部分，尽可能的规避了室内墙体、玻璃等的反射，同时对信号进行右旋圆极化约束，尽可能的减少多径信号的影响。
附图说明
图1是本发明同源阵列伪卫星系统设计原理图；
图2是本发明定向天线覆盖图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步解释说明。
如图1所示，一种同源阵列伪卫星系统，包括时频控制模块、伪卫星基站和伪卫星天线；
时频控制模块通过外部授时接收机的授时，生成标准的与卫星同步的时钟和1PPS，输出至伪卫星基站；并根据伪卫星通道数n，生成n组相互正交的延迟码，每组延迟码有6-10个延迟值，将延迟码输出至伪卫星天线，控制伪卫星天线在1秒内旋转一周的旋转次数；
伪卫星基站根据时频控制模块输出的时钟和1PPS生成多路伪卫星信号，输出至伪卫星天线；
伪卫星天线在延迟码的控制下进行固定旋转，将伪卫星信号发送出去。伪卫星天线进行固定旋转，保证了伪卫星天线发射的信号在同一时刻不覆盖同一区域。减少多伪卫星信号存在下的多址干扰问题。
其中，时频控制模块包括授时接收机、时钟驯服模块、延迟码生成器和延迟器；授时接收机通过接收天上卫星信号实现本地与卫星的同步，输出同步后的1PPS至时钟驯服模块；时钟驯服模块在1PPS的控制下，实时标较本地时钟，实现本地时钟频率与卫星时钟频率的一致，并将标校后时钟输出的1PPS输出至延迟码生成器；延迟码生成器在1PPS的控制下，延迟器在延迟码的控制下生成控制信号输出至伪卫星天线。
伪卫星包括三步约束，第一为定向约束，第二为右旋圆极化约束，第三以1秒为周期的旋转；伪卫星天线采用右旋定向螺旋天线，利用1秒为周期的天线旋转特性，将室内空间分成n等份，通过旋转实现信号的局域覆盖。三步设置不仅约束了伪卫星信号在室内的覆盖范围，减少信号在室内墙壁的反射等带来的多径对接收机的影响，通过极化约束限制了信号1次反射的接收，同时通过将室内环境下的多径信号由静态变为动态，方便接收机区分直射信号和多径信号，并通过多径抑制算法减缓其影响。
如图2所示，伪卫星天线的方向图约束为水平360°，垂直方向为定向夹角；
以上所述，仅为本发明的一具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，在本发明揭露的技术范围内，可理解想到的变换，都应涵盖在本发明的包含范围内。

Claims (2)

1.一种同源阵列伪卫星系统，其特征在于，包括时频控制模块、伪卫星基站和伪卫星天线；
时频控制模块通过外部授时接收机的授时，生成标准的与卫星同步的时钟和1PPS，输出至伪卫星基站；并根据伪卫星通道数n，生成n组相互正交的延迟码，每组延迟码有多个延迟值，将延迟码输出至伪卫星天线，控制伪卫星天线在1秒内旋转一周的旋转次数；
伪卫星基站根据时频控制模块输出的时钟和1PPS生成多路伪卫星信号，输出至伪卫星天线；
伪卫星天线在延迟码的控制下进行固定旋转，将伪卫星信号发送出去；
其中，伪卫星包括三步约束，第一为定向约束，第二为右旋圆极化约束，第三为以1秒为周期的旋转；伪卫星天线采用右旋定向螺旋天线，利用1秒为周期的天线旋转特性，将室内空间分成n等份，通过旋转实现信号的局域覆盖。
2.根据权利要求1所述的同源阵列伪卫星系统，其特征在于，
时频控制模块包括授时接收机、时钟驯服模块、延迟码生成器和延迟器；授时接收机通过接收天上卫星信号实现本地与卫星的同步，输出同步后的1PPS至时钟驯服模块；时钟驯服模块在1PPS的控制下，实时标较本地时钟，实现本地时钟频率与卫星时钟频率的一致，并将标校后时钟输出的1PPS输出至延迟码生成器；延迟码生成器在1PPS的控制下，生成通道间两两正交的延迟码，延迟器在延迟码的控制下生成控制信号输出至伪卫星天线。
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