CN112731472A - 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法 - Google Patents

一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112731472A
CN112731472A CN202011506126.8A CN202011506126A CN112731472A CN 112731472 A CN112731472 A CN 112731472A CN 202011506126 A CN202011506126 A CN 202011506126A CN 112731472 A CN112731472 A CN 112731472A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier
ranging
pseudo
pseudo code
value
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.)
Pending
Application number
CN202011506126.8A
Other languages
English (en)
Inventor
燕锋
项博鸿
章跃跃
夏玮玮
谢晔
石云墀
沈连丰
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.)
Southeast University
Shanghai Aerospace Electronic Communication Equipment Research Institute
Original Assignee
Southeast University
Shanghai Aerospace Electronic Communication Equipment Research Institute
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 Southeast University, Shanghai Aerospace Electronic Communication Equipment Research Institute filed Critical Southeast University
Priority to CN202011506126.8A priority Critical patent/CN112731472A/zh
Publication of CN112731472A publication Critical patent/CN112731472A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/29—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system carrier including Doppler, related
    • 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
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related
    • 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
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，首先通过伪码测距的方法得到初始伪距值，再采用平滑伪距的模型对初始伪距值进行处理，从而得到精度更高的伪距值；然后将伪距值代入双频载波测距模型中，得到精度较高的整周模糊度；最后将精确的整周数和载波内的相位差值代入双频伪码辅助的载波测距模型中，可得星间的距离。本方法可以在星间同步的情况下达到厘米级的测距精度。

Description

一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法
技术领域
本发明属于星间测距领域，特别涉及一种基于载波平滑伪距和伪码辅助载波的星间测距方法。
背景技术
随着移动通信的发展，天地一体化网络发挥着越来越重要的作用。在星间通信网络中，精确测距是保证卫星通信网正常运行的一个重要环节。目前，星间测距的主要方法有伪码测距、载波测距和侧音测距。根据具体情况选择合适的测距方法是非常重要的。目前，星间测距的主要研究热点是如何利用伪码测距法辅助载波测距法和载波测距数据平滑伪距数据，以获得更高精度的测距值。这表明，未来星间测距的主要研究方向仍然是如何将不同的测距方法结合起来更好地满足要求。
然而，不论是载波平滑伪距的方法还是伪码辅助载波的测距方法，都有相应的缺陷，伪码辅助载波测距的方法有着整周模糊度的测量精度的问题，而载波平滑伪距则会有计算复杂度高的问题。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，在提高测距精度的情况下，降低计算复杂度。
技术方案：一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，包括以下步骤：
步骤1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值，然后通过载波平滑伪距的方法得到精确伪距值；
步骤2：在接收端将接收的载波信号和本地信号同时输入鉴相器，从而得到载波的周期内相位差，其中本地信号为接收端与发送端同步好的信号；
步骤3：将所述精确伪距值代入双频伪码辅助载波测距模型，得到整周数；
步骤4：将所述整周数和所述周期内相位差代入双频伪码辅助载波测距模型中，最终得到星间测距值。
进一步的，所述步骤1包括如下具体步骤：
步骤1-1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值d1(t0),d2(t0)，然后通过式(1)的得到精度提高后的伪距值ρ(t0)；
Figure BDA0002844982660000021
其中，f1,f2是双频伪码辅助载波测距模型的双频的载波频率；
步骤1-2：过式(2)得到相位测量的相关系数δ(t0,t1)；
Figure BDA0002844982660000022
其中，t0表示当前时刻，t1表示下一时刻，λ1、λ2是载波波长，
Figure BDA0002844982660000023
是载波相位在时刻t1的测量值，
Figure BDA0002844982660000024
是载波相位在t0时刻的测量值；
步骤1-3：将所述相关系数δ(t0,t1)代入式(3)进行迭代计算，最终得到平滑后的伪距值ρs；初始时刻的ρi设置为0；
Figure BDA0002844982660000025
其中，w是权重系数，ρs(t0)是最终平滑后的伪距值，ρi(t0)是在t0时刻的伪距中间测量值，ρi(t1)是在t1时刻的伪距中间测量值。
有益效果：本发明是基于双频伪码辅助的载波测距的一种改进的星间测距方法，与传统的测距方法不同的是使用平滑之后的伪距值作为双频伪码辅助载波测距模型的输入，从而改善传统测距算法的误差。
附图说明
图1是本发明双频伪码辅助的载波星间测距的框架图；
图2是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1、图2所示，一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，发送信号和接收信号的载波频率设置为1.5GHZ，包括以下步骤：
步骤1：在接收端，通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值。由于粗测伪距值精度不高，无法直接代入双频载波测距模型中，因此通过载波平滑伪距的方法得到精确伪距值。
步骤2：在接收端将接收的载波信号和本地信号同时输入鉴相器，从而得到载波的周期内相位差。
步骤3：将精确伪距值代入双频伪码辅助载波测距模型，得到整周数。由于伪码辅助载波测距中的整周模糊度的计算精确度受步骤1中得到的伪距的影响，因此步骤1中得到的伪距值精度越高，这里的整周模糊度的精度就越高。
在本步骤中，使用在步骤1中得到的平滑之后的伪距值代替传统方法中的粗测的伪距值，这样可以极大的提高整周模糊度的测量值。
步骤4：将所述整周数和所述周期内相位差代入双频伪码辅助载波测距模型中，最终得到星间测距值。
其中，步骤1包括如下具体步骤：
步骤1-1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值d1(t0),d2(t0)，然后通过载波平滑伪距模型的式(1)的得到精度提高后的伪距值ρ(t0)；
Figure BDA0002844982660000031
其中，f1,f2是双频伪码辅助载波测距模型的双频的载波频率。
步骤1-2：有了更精确的初始伪距之后，通过载波平滑伪距模型的式(2)得到相位测量的相关系数δ(t0,t1)；
Figure BDA0002844982660000032
其中，t0表示当前时刻，t1表示下一时刻，λ1、λ2是载波波长，
Figure BDA0002844982660000033
是载波相位在时刻t1的测量值，
Figure BDA0002844982660000034
是载波相位在t0时刻的测量值。
步骤1-3：将所述相关系数δ(t0,t1)代入式(3)进行迭代计算，最终得到平滑后的伪距值ρs；初始时刻的ρi设置为0；
Figure BDA0002844982660000035
其中，w是权重系数，ρs(t0)是最终平滑后的伪距值，ρi(t0)是在t0时刻的伪距中间测量值，ρi(t1)是在t1时刻的伪距中间测量值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值，然后通过载波平滑伪距的方法得到精确伪距值；
步骤2：在接收端将接收的载波信号和本地信号同时输入鉴相器，从而得到载波的周期内相位差，其中本地信号为接收端与发送端同步好的信号；
步骤3：将所述精确伪距值代入双频伪码辅助载波测距模型，得到整周数；
步骤4：将所述整周数和所述周期内相位差代入双频伪码辅助载波测距模型中，最终得到星间测距值。
2.根据权利要求1所述的基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，其特征在于，所述步骤1包括如下具体步骤：
步骤1-1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值d1(t0),d2(t0)，然后通过式(1)的得到精度提高后的伪距值ρ(t0)；
Figure FDA0002844982650000011
其中，f1,f2是双频伪码辅助载波测距模型的双频的载波频率；
步骤1-2：过式(2)得到相位测量的相关系数δ(t0,t1)；
Figure FDA0002844982650000012
其中，t0表示当前时刻，t1表示下一时刻，λ1、λ2是载波波长，
Figure FDA0002844982650000013
是载波相位在时刻t1的测量值，
Figure FDA0002844982650000014
是载波相位在t0时刻的测量值；
步骤1-3：将所述相关系数δ(t0,t1)代入式(3)进行迭代计算，最终得到平滑后的伪距值ρs；初始时刻的ρi设置为0；
Figure FDA0002844982650000015
其中，w是权重系数，ρs(t0)是最终平滑后的伪距值，ρi(t0)是在t0时刻的伪距中间测量值，ρi(t1)是在t1时刻的伪距中间测量值。
CN202011506126.8A 2020-12-18 2020-12-18 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法 Pending CN112731472A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011506126.8A CN112731472A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011506126.8A CN112731472A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112731472A true CN112731472A (zh) 2021-04-30

Family

ID=75603280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011506126.8A Pending CN112731472A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112731472A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6266009B1 (en) * 1999-03-26 2001-07-24 Rockwell Collins, Inc. Method to improve carrier smoothing of code pseudorange for global positioning and GNSS receiver implementing the same
CN102226844A (zh) * 2011-03-29 2011-10-26 哈尔滨工业大学 基于双程转发测量体制和载波相位平滑伪码的编队小卫星星间测距方法
CN103116038A (zh) * 2013-01-21 2013-05-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种利用卫星接收机载波跟踪环路测量加速度的方法
CN105607089A (zh) * 2016-01-18 2016-05-25 西安测绘研究所 一种基于伪距辅助载波相位的北斗共视时间传递的方法
CN106526634A (zh) * 2016-10-19 2017-03-22 闽江学院 一种基于自调整卡尔曼滤波的多普勒辅助载波相位平滑伪距方法
CN109283557A (zh) * 2018-08-21 2019-01-29 浙江大学 双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法
CN109541659A (zh) * 2018-10-24 2019-03-29 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种基于北斗的地基增强系统载波相位平滑伪距方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6266009B1 (en) * 1999-03-26 2001-07-24 Rockwell Collins, Inc. Method to improve carrier smoothing of code pseudorange for global positioning and GNSS receiver implementing the same
CN102226844A (zh) * 2011-03-29 2011-10-26 哈尔滨工业大学 基于双程转发测量体制和载波相位平滑伪码的编队小卫星星间测距方法
CN103116038A (zh) * 2013-01-21 2013-05-22 中国人民解放军国防科学技术大学 一种利用卫星接收机载波跟踪环路测量加速度的方法
CN105607089A (zh) * 2016-01-18 2016-05-25 西安测绘研究所 一种基于伪距辅助载波相位的北斗共视时间传递的方法
CN106526634A (zh) * 2016-10-19 2017-03-22 闽江学院 一种基于自调整卡尔曼滤波的多普勒辅助载波相位平滑伪距方法
CN109283557A (zh) * 2018-08-21 2019-01-29 浙江大学 双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法
CN109541659A (zh) * 2018-10-24 2019-03-29 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种基于北斗的地基增强系统载波相位平滑伪距方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOHONG XIANG 等: "A New Inter-Satellite Ranging Method Based on Pseudo-Range and Dual-Frequency Carrier Phase", 2019 11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATIONS AND SIGNAL PROCESSING(WCSP), pages 1 - 5 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4436250B2 (ja) グローバル測位受信機のネットワークを用いる位置推定
CN104483690B (zh) 一种gnss三频精密单点定位模糊度固定方法
CN110007320B (zh) 网络rtk解算方法
RU2354991C2 (ru) Способ использования трех частот gps для разрешения целочисленных неоднозначностей фазы несущей
US8612172B2 (en) Relative positioning
CN107728171B (zh) 基于粒子滤波的gnss相位系统间偏差实时追踪和精密估计方法
TWI424184B (zh) 信號處理方法和系統
JPH06289116A (ja) 広域測位システムコード測定値平滑化方法と装置
CN110780323B (zh) 一种长距离下基于北斗三频信号的实时分米级定位方法
WO2011061587A2 (en) Detection and correction of anomalous measurements and ambiguity resolution in a global navigation satellite system receiver
CN111308528A (zh) 一种北斗/gps紧组合虚拟参考站定位方法
CN110346823B (zh) 可用于北斗精密单点定位的三频模糊度解算方法
CN103605145A (zh) 基于gnss多频数据和cors实现网络实时动态定位的方法
CN115201870A (zh) 附先验约束的多频多模gnss非差非组合时间传递方法
CN110824505B (zh) Gnss卫星接收机的偏差估计方法及系统、定位方法及终端
CN105929430B (zh) 一种gnss零基线参考站间模糊度快速固定方法
CN105068097A (zh) 一种用于载波平滑码伪距的自适应滤波方法
WO2001022111A1 (en) Global navigation satellite systems and methods
CN112880633A (zh) 基于伯格算法的海面高度测量方法
CN114879239A (zh) 一种增强瞬时ppp固定解的区域三频整数钟差估计方法
CN112731472A (zh) 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法
CN116338754B (zh) 一种固定模糊度的非差非组合gnss时间频率传递方法
CN110794440B (zh) 一种高耦合gnss接收机跟踪环路系统
Yin et al. A novel cycle slips detection model for the high precision positioning
CN110095796A (zh) 一种跨系统mw紧组合实时动态精密导航定位方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination