CN115220066B - 一种伪卫星编号设计方法、装置、设备和可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种伪卫星编号设计方法、装置、设备和可读存储介质，涉及卫星定位技术领域，所述伪卫星编号设计方法，包括：根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定目标隧道的中部区域；中部区域为接收端设备在目标隧道内部，无法接收可用的GNSS卫星信号的区域；根据全部可用的GNSS卫星编号对中部区域的伪卫星进行编号，得到中部区域的伪卫星编号；全部可用的GNSS卫星编号包括隧道中部区域不可见的GNSS卫星编号和可见的GNSS卫星编号。本发明方案，根据全部可用的GNSS卫星编号对中部区域的伪卫星进行编号，相较于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，增加了隧道内伪卫星的可用数量。
Description
技术领域
本发明涉及卫星定位技术领域，特别涉及一种伪卫星编号设计方法、装置、设备和可读存储介质。
背景技术
全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）能够为用户提供定位、导航、授时的服务。实时导航用户接收卫星观测数据、广播星历进行定位，定位精度在米级。但是GNSS卫星信号轻度容易衰减，在室内、隧道接收不到GNSS卫星信号，无法实现定位功能。伪卫星技术可以实现室内定位，伪卫星可采用GNSS信号体制，GNSS用户终端硬件不需要做大的变动，即可接收伪卫星信号进行定位。但是伪卫星编号需要做好设计，避免伪卫星和GNSS卫星信号发生冲突。
在现有技术方案中，在隧道内布设多个伪卫星定位小区，模拟隧道外的在轨卫星信号，在每套伪卫星的载波上增设一个车辆模拟速度对应的多普勒频率，使得位置指纹的变化能够迅速和准确，形成隧道内的位置指纹。在伪卫星设计方面，从GNSS系统的所有卫星中，选取当前区域不可见的GNSS卫星编号，作为伪卫星的编号。
由于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，限制了隧道内伪卫星的可见卫星数。
发明内容
本发明实施例提供一种伪卫星编号设计方法、装置、设备和可读存储介质，用以解决现有技术中，由于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，限制了隧道内伪卫星的可见卫星数的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明实施例提供一种伪卫星编号设计方法，所述方法包括：
根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的中部区域；所述中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，得到所述中部区域的伪卫星编号；
所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号。
可选地，所述方法还包括：
将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标隧道的入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域。
可选地，所述方法还包括：
根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
可选地，所述根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号，包括：
根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
可选地，所述方法还包括：
在所述中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，利用置信度区间法，区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
可选地，所述利用置信度区间法，区分具有相同的伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果，包括：
确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到所述区分结果。
可选地，所述方法还包括：
向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
可选地，所述方法还包括：
在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。
本发明实施例提供一种伪卫星编号设计装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的中部区域；所述中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
第一处理模块，用于根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，得到所述中部区域的伪卫星编号；
所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号。
可选地，所述装置还包括：
第二处理模块，用于将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标隧道的入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域。
可选地，所述装置还包括：
第二确定模块，用于根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
第三确定模块，用于根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
可选地，所述第三确定模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
第二确定单元，用于确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
第三确定单元，用于将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
可选地，所述装置还包括：
第三处理模块，用于在所述中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，利用置信度区间法，区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果。
可选地，所述第三处理模块，包括：
第四确定单元，用于确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
第一处理单元，用于在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
第二处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
第三处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到所述区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
可选地，所述装置还包括：
第一发送模块，用于向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
可选地，所述装置还包括：
第二发送模块，用于在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。
本发明实施例还提供一种伪卫星编号设计设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上中任一项所述的伪卫星编号设计方法的步骤。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的伪卫星编号设计方法中的步骤。
本发明的有益效果是：
本发明方案，根据全部可用的GNSS卫星编号对中部区域的伪卫星进行编号，得到中部区域的伪卫星编号，其中，全部可用的GNSS卫星编号包括隧道中部区域不可见的GNSS卫星编号和隧道中部区域可见的GNSS卫星编号，相较于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，有效增加了隧道内伪卫星的可用数量。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的伪卫星编号设计方法的流程图；
图2表示本发明实施例提供的隧道中部区域的伪卫星编号的示意图；
图3表示本发明实施例提供的隧道区域划分示意图；
图4表示本发明实施例提供的伪卫星编号设计装置的结构示意图；
图5表示本发明实施例提供的伪卫星编号设计设备的结构示意图。
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，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明针对现有技术中，由于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，限制了隧道内伪卫星的可见卫星数的问题，提供一种伪卫星编号设计方法、装置、设备和可读存储介质。
如图1所示，本发明实施例提供一种伪卫星编号设计方法，所述方法包括：
步骤101：根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的中部区域；所述中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域。
示例性地，本发明实施例提供的伪卫星编号设计方法应用于一卫星设计平台。接收端设备与卫星设计平台通讯连接，所述接收端设备可以为车辆上的定位设备。
在本步骤中，将接收端设备在目标隧道内不能接收到GNSS卫星信号的区域定义为隧道中部区域，也可以称为隧道内部区域。
其中，目标隧道为任一隧道，或，目标隧道也指其他的室内场所。
步骤102：根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，得到所述中部区域的伪卫星编号；
所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号。
卫星设计平台将全部可用的GNSS卫星的卫星编号对隧道中部区域的伪卫星进行编号，得到隧道中部区域的伪卫星编号，全部可用的GNSS卫星编号包括隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号，相较于使用当前区域不可见的GNSS卫星编号用于隧道内伪卫星编号，可以增加隧道内可用的伪卫星数量。
优选地，根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，是将伪卫星依次排列，按照伪卫星的卫星坐标的顺序，依次将每一个可用的GNSS卫星编号作为对应的一个伪卫星的伪卫星编号，在全部可用的GNSS卫星编号的数量小于中部区域的伪卫星的数量的情况下，按照伪卫星的卫星坐标的顺序，重复使用每一个可用的GNSS卫星编号，作为伪卫星的伪卫星编号。
其中，全部可用的GNSS卫星编号的确定过程是：卫星设计平台从国际GNSS服务（International GNSS Service，IGS）数据中心获取的全部GNSS卫星的广播星历，卫星设计平台根据GNSS全星座的广播星历（全部GNSS卫星的广播星历）确定全部可用的GNSS卫星的卫星编号。
所述伪卫星编号为PRN号。
可选地，所述方法还包括：
将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标隧道的入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域。
在本发明实施例中，卫星设计平台在目标隧道的出口区域，将当前区域对应的不可见的GNSS卫星编号，作为出口区域的伪卫星编号，或，在目标隧道的入口区域，将当前区域对应的不可见的GNSS卫星编号，作为入口区域的伪卫星编号。
可选地，所述方法还包括：
根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
具体地，卫星设计平台从IGS数据中心获取全部的GNSS卫星的广播星历，平台根据GNSS全星座的广播星历计算当前不可见的GNSS卫星编号，作为目标隧道的入口区域、目标隧道的出口区域或目标隧道的中部区域对应的伪卫星编号。
下面具体说明根据GNSS全星座的广播星历计算目标隧道的入口区域或目标隧道的出口区域对应的不可见的GNSS卫星编号的过程为：根据GNSS的广播星历，计算出所有GNSS卫星的卫星坐标
，已知隧道口的A点（第一位置点）的坐标为
第一位置坐标和C点（第一位置点）的坐标为
，根据A点和C点的位置坐标和所有GNSS卫星的卫星坐标，确定目标隧道的入口区域或目标隧道的出口区域对应的不可见的GNSS卫星编号。
根据GNSS全星座的广播星历计算目标隧道的中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号时，根据GNSS的广播星历，计算出所有GNSS卫星的卫星坐标
，已知中部区域的B点（第一位置点）的位置坐标，根据B点的位置坐标和所有GNSS卫星的卫星坐标，确定目标隧道的中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号。
可选地，所述根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号，包括：
根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
也就是，根据上述的A点、B点和C点的位置坐标和所有GNSS卫星的卫星坐标，确定每一GNSS卫星的高度角，确定高度角小于预设角度的卫星（目标GNSS卫星）为不可见的GNSS卫星，目标GNSS卫星的卫星编号即为不可见的GNSS卫星编号，优选地，预设角度为0°。
本发明实施例中，在目标隧道的入口区域或目标隧道的出口区域，采用当前不可见的GNSS卫星的编号作为伪卫星的编号，在目标隧道的中部区域，使用所有GNSS卫星的编号作为伪卫星编号，增加隧道内伪卫星可用的数量。
可选地，所述方法还包括：
在所述中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，利用置信度区间法，区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
在较长的隧道内会存在相同编号的伪卫星，因此需要区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标。
当目标隧道内需要布设重复伪随机数（Pseudo Random Number，PRN）号伪卫星的时候，无法区分隧道内相同的PRN号的伪卫星的卫星坐标，导致的伪卫星存在空域不确定性。可以控制伪卫星的布设位置，相同时刻只能接收相同PRN号伪卫星其中的1颗观测数据，为减少星历（包含伪卫星钟差、伪卫星坐标）解码的时间，在伪卫星定位区域，卫星设计平台将所有伪卫星的卫星钟差、坐标发送给接收端设备，因此需要区分相同PRN号伪卫星的卫星坐标，其中，伪卫星的卫星坐标是在目标隧道内预先标定好的。
具体地，在目标隧道的中部区域，所有伪卫星按距离均匀布设，考虑到远近效应，每颗伪卫星的有效距离范围约几十米，因此，目标隧道的中部区域的伪卫星编号会有重复，如图2所示，隧道中部区域布设有3n颗伪卫星，伪卫星编号由1-n，因此，需要将编号1-n重复三次对隧道中部区域的全部伪卫星进行编号。假设车辆（接收端设备）的平均行驶速度为60km/h，车辆接收到一颗伪卫星信号的时间只能持续几秒，因此卫星设计平台会把所有的伪卫星信息，包括伪卫星坐标和伪卫星的钟差统一发给车辆，但是需要接收端设备将当前时刻接收的伪卫星信号对应的伪卫星的坐标进行匹配，因此，本发明实施例利用置信度区间法，区分当前接收的伪卫星信号对应的伪卫星坐标，得到区分结果，即本发明实施例利用置信度区间法区分具有相同PRN号的伪卫星的卫星坐标（伪卫星位置），解决伪卫星空域不确定性的问题。
可选地，所述利用置信度区间法，区分具有相同的伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果，包括：
确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到所述区分结果。
下面具体说明通过置信度区间法，区分具有相同PRN号的伪卫星的卫星坐标的过程为：
将同一PRN号的多个伪卫星的钟差改正数设计为不同的值，分别为Tsv_1、Tsv_2、Tsv_3……Tsv_i，并且将同一PRN号的多个伪卫星的伪距观测值设计为不同的值，分别为Psv_1、Psv_2、Psv_3……Psv_i，选择其中的1-2颗伪卫星作为基准卫星（基准卫星的卫星钟差为0，基准卫星的伪距观测值为P0），根据多个伪卫星的伪距观测值和基准卫星的伪距观测值，可以得到置信区间 [Psv_i - P0 – S， Psv_i - P0 + S]，其中，S为伪卫星的有效距离。设计Tsv_1、Tsv_2、Tsv_3……Tsv_i，使最多一个伪卫星的卫星钟差落入置信区间以内，通过以上办法可以区分出不同的卫星钟差对应的伪卫星坐标，进而可解决伪卫星的空域不确定性。
可选地，所述方法还包括：
向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
为减少星历解码的时间，在伪卫星定位区域，卫星设计平台将所有伪卫星的卫星钟差、坐标发送给接收端。
在本发明实施例中，为减少星历（包含伪卫星钟差、伪卫星坐标）解码的时间，在伪卫星定位区域，卫星设计平台将所有伪卫星的卫星钟差、伪卫星的卫星坐标（预先标定好的）发送给接收端设备，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历（包括伪卫星的卫星钟差、伪卫星的卫星坐标）、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位。
也就是，卫星设计平台将所有伪卫星的卫星钟差、坐标发送给接收端设备，接收端设备接收伪卫星的观测数据，利用伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法即可进行定位。
需要说明的是，距离交会定位算法是现有技术中成熟的定位算法，在本发明实施例中不再赘述，优选地，在本发明实施例中，选取的距离交会定位算法是基于信号到达时间（Time of Arrival，TOA）进行计算的，即接收端设备在隧道内接收伪卫星的观测数据，利用基于TOA的距离交会算法，根据伪卫星的星历、观测数据，实现接收端设备在隧道内的无缝定位。
可选地，所述方法还包括：
在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。
也就是，在接收端设备即将出目标隧道时（位于出口区域），卫星设计平台将出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历通过通讯链路发送给接收端设备，使得接收端设备行驶出目标隧道后，可继续接收可见的GNSS卫星的星历进行定位。其中，具体的定位方式，也是根据可见的GNSS卫星星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行的。
在本发明实施例中，请参阅图3，对车辆（接收端设备）所处的隧道区域进行详细说明如下：在车辆位于位置点A左侧位置时，认为车辆未进入隧道，处于隧道外侧位置，在该位置，车辆只能接收到GNSS卫星信号，在车辆经过位置点A进入隧道，处于如图3所示的位置点A的右侧位置时，该位置属于隧道入口区域，在该位置，车辆既可以接收到GNSS卫星信号，也能接收伪卫星信号，车辆在隧道内部行驶，行驶至如图3所示的位置点C左侧位置时，该位置属于隧道出口区域，在该位置，车辆既可以接收到伪卫星信号，也可以接收到GNSS卫星信号，之后，车辆行驶经过位置点C后驶出隧道，在车辆驶出隧道后，车辆只能接收到GNSS卫星信号。因此，在该位置点C，将出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历通过通讯链路发送给车辆，使得车辆在车辆出隧道后，继续接收可见的GNSS卫星的星历进行定位。
在隧道入口区域和隧道出口区域之间的区域，为隧道中部区域，也就是在位置点B附近的区域。其中，位置点A和位置点C分别为距离隧道入口和隧道出口预设距离的位置，位置点B为隧道中心位置。
需要说明的是，GNSS卫星的轨道高2万公里左右，隧道内的伪卫星高度一般在几米-几十米，因此接收端设备根据高度的不同较容易区分伪卫星信号和GNSS卫星信号。
具体地，车辆（接收端设备）和卫星设计平台保持通讯，接收端设备在快进入隧道前，卫星设计平台将预先标定好的的隧道入口区域的伪卫星坐标通过通讯链路提前发给接收端设备，加速接收端设备隧道内的定位时间。在接收端设备位于隧道入口区域时，利用伪卫星的星历和观测数据，以及GNSS卫星的星历和观测数据进行定位，实现从GNSS卫星定位无缝切换到伪卫星定位。
在隧道中部区域，在卫星设计平台利用置信度区间法区分具有相同伪卫星编号的伪卫星，得到区分结果后，接收端设备接收当前伪卫星信号，根据区分结果，确定当前接收到的伪卫星信号对应的伪卫星的卫星坐标，之后利用接收端设备自带的终端定位算法，根据确定的卫星坐标对应的星历和观测数据进行定位。
在接收端设备将要出隧道时，即位于隧道出口区域时，卫星设计平台通过通讯链路将可用的GNSS卫星的星历和观测数据发送给接收端设备，在接收端设备位于隧道出口区域时，根据接收到的隧道内的伪卫星信号对应的星历和观测数据，以及可用的GNSS卫星的星历和观测数据进行定位，并且在接收端设备行驶出隧道后，继续接收GNSS卫星信号，根据GNSS卫星信号对应的星历和观测数据进行定位。
本发明实施例能够实现隧道内外无缝衔接定位，提高定位精度。
如图4所示，本发明实施例还提供一种伪卫星编号设计装置，所述装置包括：
第一确定模块401，用于根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的中部区域；所述中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
第一处理模块402，用于根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，得到所述中部区域的伪卫星编号；
所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号。
可选地，所述装置还包括：
第二处理模块，用于将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标的隧道入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域。
可选地，所述装置，还包括：
第二确定模块，用于根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
第三确定模块，用于根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
可选地，所述第三确定模块，包括：
第一确定单元，用于根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
第二确定单元，用于确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
第三确定单元，用于将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
可选地，所述装置还包括：
第三处理模块，用于在所述中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，利用置信度区间法，区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
可选地，所述第三处理模块，包括：
第四确定单元，用于确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
第一处理单元，用于在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
第二处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
第三处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到所述区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
可选地，所述装置还包括：
第一发送模块，用于向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
可选地，所述装置还包括：
第二发送模块，用于在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。
需要说明的是，本发明实施例提供的伪卫星编号设计装置，是能够执行上述的伪卫星编号设计方法的装置，则上述的伪卫星编号设计方法的所有实施例均适用于该装置，且能够达到相同或者相似的技术效果。
如图5所示，本发明实施例还提供一种伪卫星编号设计设备，包括：处理器500；以及通过总线接口与所述处理器500相连接的存储器510，所述存储器510用于存储所述处理器500在执行操作时所使用的程序和数据，所述处理器500调用并执行所述存储器510中所存储的程序和数据。
其中，所述接收端设备还包括收发机520，所述收发机520与总线接口连接，用于在所述处理器500的控制下接收和发送数据；
具体地，所述处理器500执行下列过程：
根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的中部区域；所述中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
根据全部可用的GNSS卫星编号对所述中部区域的伪卫星进行编号，得到所述中部区域的伪卫星编号；
所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号。
可选地，所述处理器500，还用于：
将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标隧道的入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备可以接收可用的GNSS卫星信号的区域。
可选地，所述处理器500，还用于：
根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
可选地，所述处理器500，具体用于：
根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
可选地，所述处理器500，还用于：
在所述中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，利用置信度区间法，区分具有相同伪卫星编号的伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；
其中，所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
可选地，所述处理器500，具体用于：
确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到所述区分结果。
可选地，所述收发机520，用于：
向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
可选地，所述收发机520，用于：
在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。其中，在图5中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器500代表的一个或多个处理器和存储器510代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供用户接口530。收发机520可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器500负责管理总线架构和通常的处理，存储器510可以存储处理器500在执行操作时所使用的数据。
另外，本发明具体实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上中任一项所述的伪卫星编号设计方法中的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述方法包括：
根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的隧道中部区域；所述隧道中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
根据全部可用的GNSS卫星编号对所述隧道中部区域的伪卫星进行编号，得到所述隧道中部区域的伪卫星编号；所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号；
在所述隧道中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
2.根据权利要求1所述的伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
将第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号作为所述第一区域的伪卫星编号；
其中，所述第一区域为所述目标隧道的入口区域或所述目标隧道的出口区域；
所述入口区域为所述目标隧道的入口处，所述接收端设备接收可用的GNSS卫星信号的区域；
所述出口区域为所述目标隧道的出口处，所述接收端设备接收可用的GNSS卫星信号的区域。
3.根据权利要求2所述的伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据全部GNSS卫星的星历，确定所述全部GNSS卫星的卫星坐标；
根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述不可见的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述第一区域对应的不可见的GNSS卫星编号；
所述第一位置点为所述目标隧道内任意一个预设的位置点。
4.根据权利要求3所述的伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述根据所述目标隧道内第一位置点的第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定不可见的GNSS卫星编号，包括：
根据所述第一位置坐标和所述全部GNSS卫星的卫星坐标，确定所述第一位置点与每一所述GNSS卫星之间的高度角；
确定所述高度角小于预设角度的目标GNSS卫星；
将所述目标GNSS卫星的卫星编号确定为所述不可见的GNSS卫星编号；
其中，所述目标GNSS卫星为所述全部GNSS卫星中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
向接收端设备发送全部伪卫星编号对应的伪卫星的星历，以使所述接收端设备根据当前可用的伪卫星的星历、观测数据以及预设的距离交会定位算法进行定位；
其中，所述全部伪卫星编号包括所述隧道中部区域的伪卫星编号和所述第一区域的伪卫星编号。
6.根据权利要求2所述的伪卫星编号设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述接收端设备位于所述出口区域的情况下，向所述接收端设备发送所述出口区域对应的可见的GNSS卫星的星历，以使所述接收端设备位于所述目标隧道外部的情况下，根据所述可见的GNSS卫星的星历进行定位。
7.一种伪卫星编号设计装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据接收端设备在目标隧道内接收的卫星信号数据，确定所述目标隧道的隧道中部区域；所述隧道中部区域为所述接收端设备在所述目标隧道内部，无法接收可用的全球导航卫星系统GNSS卫星信号的区域；
第一处理模块，用于根据全部可用的GNSS卫星编号对所述隧道中部区域的伪卫星进行编号，得到所述隧道中部区域的伪卫星编号；所述全部可用的GNSS卫星编号包括所述隧道中部区域对应的不可见的GNSS卫星编号和所述隧道中部区域对应的可见的GNSS卫星编号；
所述装置还包括第四确定单元、第一处理单元、第二处理单元和第三处理单元；
在所述隧道中部区域，存在不同的伪卫星具有相同的伪卫星编号的情况下，第四确定单元，用于确定具有相同伪卫星编号的多个伪卫星中每个伪卫星对应的钟差改正数和伪距观测值；
第一处理单元，用于在所述多个伪卫星中选择至少一个基准伪卫星；所述基准伪卫星对应的卫星钟差为零；
第二处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的伪距观测值、所述基准伪卫星对应的伪距观测值和所述伪卫星的有效距离，得到多个置信度区间；
第三处理单元，用于根据每个所述伪卫星对应的所述钟差改正数和多个所述置信度区间，区分每一所述伪卫星的卫星坐标，得到区分结果；所述伪卫星的卫星坐标是在所述目标隧道内预先标定的。
8.一种伪卫星编号设计设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的伪卫星编号设计方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的伪卫星编号设计方法中的步骤。
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