专利名称：一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法
技术领域：
本发明属于无线电导航定位技术领域，具体涉及一种基于伪卫星的深凹露天矿高 精度定位方法。
背景技术：
随着GPS卫星定位系统的广泛应用，在许多大型露天矿山中，已经采用GPS定位系 统实现对各种矿山车辆、施工作业人员等进行精确定位，这对矿山高效作业和安全生产起 了巨大的促进作用。目前，我国一大批大中型露天矿山已由山坡开采转为凹陷开采。由于 露天边坡的严重遮挡，在这种深凹露天矿坑中作业时，多数矿山车辆和人员配备的GPS接 收机经常不能同时接收到四颗以上的GPS卫星信号，从而不能有效定位。即便能勉强收到 四颗以上卫星信号，但由于卫星的几何构形不好，定位精度也会明显下降。
伪卫星的概念是70年代提出的，甚至早在GPS卫星发射之前。伪卫星能够提 升整个系统的可用性、稳定性、可靠性以及定位精度，能在室内、地下等无法接收GPS卫 星信号的地方完全替代GPS卫星。但将伪卫星用于定位和导航却是在1982年首先由 Beser&Parkins提出的。当时设计的伪卫星原型非常昂贵，大约为10万 20万美元。90 年代初，斯坦福大学的学者们研究了一种低价位的GPS Ll频段C/A码伪卫星，用于第三类 精密进近系统。90年代中期，出现了第一个商业伪卫星生产商IntegriNautics公司。在此 之后的十年中，多家伪卫星生产商在市场上相继出现。随着软硬件技术的不断提升，伪卫星 的应用也已经扩展到很多领域。
发明内容
本发明的目的是为了解决矿坑内轨道卫星不可见带来的定位难题，提出一种基于 伪卫星的深凹露天矿定位方法。本发明一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，包括以下几个步骤步骤一选择伪卫星网络中GPS伪卫星的导航信号；伪卫星的导航信号为s(t) = A(C,(t) Di( )οο$(2π/ε + φ,)(1)其中，A为信号强度，Ci (t)为扩频码，DJt)是导航电文，i代表伪卫星的编号，fc 为伪卫星信号频点，Φ i是载波信号初相；步骤二 确定伪卫星网络几何布局；伪卫星定位系统的定位误差为δ P = DOP X UERE(2)其中δ P表示定位误差，DOP表示伪卫星网络的几何因子；UERE表示伪距值的实 际精度；GPS伪卫星根据实际情况安装在矿坑四周，GPS伪卫星之间不存在信号遮挡，通过 调整伪卫星的几何布局，改善伪卫星的几何因子，从而提高定位精度；伪卫星网络几何布局中任意一个伪卫星至少能与另外一颗伪卫星进行测距信号收发，每个作业矿车应保证至少 有4颗可见的伪卫星；步骤三伪卫星网络的高精度时间同步；具体为(1)在每个伪卫星上设置发射天线和接收天线，在伪卫星网络中确定一个主站伪 卫星A1，其他伪卫星网络中的伪卫星A2 伪卫星An均为从站伪卫星；(2)伪卫星A代表主站伪卫星A1,伪卫星B代表任意一个从站伪卫星，伪卫星A和 伪卫星B之间用于时间同步的数据帧格式为伪卫星A发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星A本地伪距测量值；伪卫星B发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星B本地伪距测量值；伪卫星A接收的数据帧格式为帧头、伪卫星B传输帧勤务段内的伪卫星B本地伪
距测量值；伪卫星B接收的数据帧格式为帧头、伪卫星A传输帧勤务段内的伪卫星A本地伪
距测量值；所述的伪卫星A本地伪距测量值是指伪卫星A利用伪卫星B发送的数据帧测得的 伪距；伪卫星B本地伪距测量值是指伪卫星B利用伪卫星A发送的数据帧测得的伪距；(3)伪卫星A和伪卫星B分别以自身时钟为基准发射前向测距信号和反向测距信 号，所述的前向测距信号和后向测距信号分别代表伪卫星发送的数据帧和接收的数据�。� 双方发送的测距信号帧同步之间存在时延At ；伪卫星A通过捕获跟踪反向测距信号得到 前向测距信号帧同步与反向测距信号帧同步之间的时延T1,时延T1包括伪卫星B与伪卫星 A天线间的电磁波传播时延τ、伪卫星B的发射设备时延、、伪卫星A的接收设备时延巧和 伪卫星B与伪卫星A间的钟差Δ t，时延T1如下式所示T1 = t2+ τ +Γι+ Δ t(3)伪卫星B测量得到时延T2如下式所示T2 = ti+ τ +r2- Δ t(4)其中伪卫星A的发射设备时延、、伪卫星B的接收设备时延r2 ；通过式(3)、式⑷得到伪卫星A和伪卫星B间的真实距离D和时延Δ t <formula>formula see original document page 5</formula>(5) <formula>formula see original document page 5</formula>(6)式中c是电磁波传播速度；设t12 = t!+r2, t21 = t2+iv 则D = ~-[(T^+T2)-(tl2+t2l)]-c(7)^ = j[{Tx-T2) + (tu-tlx)}(8)(4)利用可编程延迟线器件，精确调整时延At，使得同步精度在S纳秒内，At < S纳秒，当所有从站伪卫星都与主站伪卫星完成时间同步时，伪卫星网络发射导航信号；步骤四伪卫星发射导航信号；
对每颗伪卫星分配不同的扩频码序列，伪卫星采用BPSK方式调制扩频码和导航 电文到射频载波，调制后的射频信号即为伪卫星发射的导航信号；步骤五定位接收机接收导航信号并进行定位结算；定位接收机包括阵列接收天线、空时自适应阵列处理�？椤⑿藕挪痘衲？�、信号跟 踪�？�、定位解算模块和无线收发�？椋徽罅薪邮仗煜呓邮瘴蔽佬堑己叫藕牛己叫藕虐讲糠郑徊糠质侵鄙湫藕牛� 一部分是由附近的遮挡物反射的信号；空时自适应阵列处理�？槎哉罅薪邮仗煜呓邮盏己叫藕沤写恚嗑陡� 扰，处理后的信号传输给信号捕获�？椋藕挪痘衲？椴捎肍FT快速捕获算法，对输入信号 进行傅里叶变换，变换后与本地扩频码的傅里叶变换共轭相乘，输出结果经过傅里叶逆变 换转化为时域信号，若时域信号中出现峰值，峰值位置即为接收信号的码相位，完成码相位 捕获；否则，重新进行扩频码搜索；捕获码相位后，信号捕获�？榻卸嗥绽盏拇兴阉鳎� 捕获完成后，得到导航信号的载波多普勒和码相位信息，将载波多普勒和码相位信息输出 至信号跟踪�？椋藕鸥倌？榻衅德屎吐胂辔唤芯坊痈俚降男藕胖薪獾鞒� 导航电文；定位解算�？槔酶倩仿啡范ǖ穆胂辔�、多普勒估计值和导航电文进行伪距 测量和定位结算；无线收发�？榻ㄎ唤邮栈奈恢眯畔⒑凸ぷ髯刺畔⒎⑺椭恋鞫瓤刂� 系统；步骤六调度控制系统进行调度控制；调度控制系统利用无线网络接收定位接收机的位置信息和工作状态信息，调度控制系统根据矿车位置、数量和工作环境等因素，实时调整矿车的作业状态，优化资源配置。本发明的优点在于(1)克服深凹露天矿遮挡严重的缺点，采用伪卫星实现矿坑定位；(2)伪卫星系统的物理位置可控，改善了几何精度(D0P)，提高了定位精度；(3)采用双向时间比对技术，伪卫星网络时间同步精度在0. 5ns内；(4)采用空时自适应阵列处理技术抗多径衰落；(5)高精度定位，定位精度为厘米级。
图1是本发明的方法流程图；图2是本发明伪卫星网络的布局结构示意图；图3是本发明主站伪卫星与从站伪卫星的结构示意图；图4是本发明伪卫星A和伪卫星B之间用于时间同步的数据帧格式示意图；；图5是本发明伪卫星A和伪卫星B间测距过程示意图；图6是本发明定位接收机结构示意图。图中1阵列接收天线 2空时自适应阵列处理�？� 3信号捕获模块 4信号跟 踪�？�5定位解算�？� 6无线收发�？�
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明是一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，流程如图1所示，包括以下几 个步骤步骤一选择伪卫星网络中GPS伪卫星的导航信号。传统的GPS伪卫星与GPS轨道卫星的导航信号频点相同，这样很容易因相互干扰 造成定位精度的下降。本发明中的GPS伪卫星扩频导航信号频点选择在1.8414GHz(《中 华人民共和国无线电频率划分规定》中的“业余、无线电导航和定位频段”)，扩频码速率 10. 23MHz。伪卫星信号调制有导航电文，电文内容主要包括伪卫星的位置坐标、时间等参 数，利用这些参数，用户接收机即可完成定位解算。伪卫星发射的导航信号示为<formula>formula see original document page 7</formula>(1)其中，A为信号强度，CJt)为扩频码，DJt)是导航电文，i代表伪卫星的编号，fc =1. 8414GHz为伪卫星信号频点，Φ i是载波信号初相。步骤二 确定伪卫星网络几何布局。卫星定位系统的定位误差可表示为几何因子(DOP)和用户等效距离误差(UERE) 的乘积，即δ P = DOP X UERE(2)其中δ P表示定位误差，DOP为伪卫星网络的几何因子；UERE等于伪距值的实际 精度。由式(2)可以看出，伪卫星的几何布局直接影响定位精度。GPS伪卫星根据实际 情况安装在矿坑四周，GPS伪卫星之间不存在信号遮挡，通过调整伪卫星的几何布局，改善 伪卫星的几何因子，提高定位精度。如图2所示，A1, A2为安装在矿坑四周的伪卫星，为了 提高定位精度，可以根据实际需要在矿坑内部增加伪卫星Αη，使得伪卫星网络几何布局得 到优化。伪卫星网络几何布局中任意一个伪卫星至少能与另外一颗伪卫星进行测距信号收 发，伪卫星之间的可见性是系统高精度时间同步的必要条件，根据实际的矿坑条件，伪卫星 的几何因子和伪卫星之间的可见性需要进行综合考虑，达到伪卫星网络的最优配置，另外， 每个作业矿车应保证至少有4颗可见的伪卫星。步骤三伪卫星网络的高精度时间同步。通过步骤二对伪卫星网络进行几个布局后，对伪卫星网络进行高精度时间同步处 理。本发明采用双向时间比对技术和可编程延迟线器件，使本系统的时间同步精度在0. 5ns 内。(1)在每个伪卫星上设置发射天线和接收天线，均采用L波段右旋极化天线，如图 3所示，在伪卫星网络中确定一个主站伪卫星A1，其他伪卫星网络中的伪卫星A2 伪卫星An 均为从站伪卫星，下面用伪卫星A代表主站伪卫星A1,伪卫星B代表任意一个从站伪卫星。(2)伪卫星A和伪卫星B之间用于时间同步的数据帧格式为伪卫星A发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星A本地伪距测量值；伪卫星B发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星B本地伪距测量值；伪卫星A接收的数据帧格式为帧头、伪卫星B传输帧勤务段内的伪卫星B本地伪距测量值；伪卫星B接收的数据帧格式为帧头、伪卫星A传输帧勤务段内的伪卫星A本地伪
距测量值；伪卫星A和伪卫星B之间用于时间同步的数据帧传输如图4示，图中给出了伪卫 星A和伪卫星B发送和接收的部分数据帧第N-I帧、第N帧和第N+1帧，其他数据帧格式 与此相同。F1是伪卫星A发送的帧头；F2是伪卫星A发送帧头时刻的伪卫星A本地伪距测 量值；F3是伪卫星B接收的帧头；F4是伪卫星B接收到的伪卫星A传输帧勤务段内的伪卫星 A本地伪距测量值；F5是伪卫星B发送的帧头；F6是伪卫星B发送帧头时刻的伪卫星B本地 伪距测量值；F7是伪卫星A接收的帧头；F8是伪卫星A接收到的伪卫星B传输帧勤务段内 的伪卫星B本地伪距测量值。所述的伪卫星A本地伪距测量值是指伪卫星A利用伪卫星B 发送的数据帧测得的伪距。伪卫星B本地伪距测量值是指伪卫星B利用伪卫星A发送的数 据帧测得的伪距。 (3)伪卫星A和伪卫星B间的测距过程如图5所示，伪卫星A和伪卫星B分别以自 身时钟为基准发射前向测距信号和反向测距信号，这里的前向测距信号和后向测距信号分 别代表伪卫星发送的数据帧和接收的数据�。捎谖蔽佬茿和伪卫星B间的时间基准不一 致，双方发送的测距信号帧同步之间存在时延At。伪卫星A通过捕获跟踪反向测距信号得 到前向测距信号帧同步与反向测距信号帧同步之间的时延T1,时延T1包括伪卫星B与伪卫 星A天线间的电磁波传播时延τ、伪卫星B的发射设备时延t2、伪卫星A的接收设备时延 T1和伪卫星B与伪卫星A间的钟差Δ t，时延T1如下式所示T1 = t2+ τ +Γι+ Δ t(3)同理，伪卫星B测量得到时延T2如下式所示T2 = ti+ τ +r2- Δ t(4)其中伪卫星A的发射设备时延、、伪卫星B的接收设备时延r2。通过式(3)、式⑷得到伪卫星A和伪卫星B间的真实距离D和时延Δ t Ζ) = |·[(7； +Γ2)-( , +r2)-(r, +r2)]-c(5)= [(乃-Γ2) —Ci2-G)-(η—r2)](6)式中c是电磁波传播速度。设t12 = t!+r2, t21 = t2+iv 则D = ^-[(T]+T2)-(tn+t2l)]-c(7)"二+ 21)](8)实际上，At就是图4中伪卫星A的F1和伪卫星B的F5之间的时间延迟，T1表示 图4中F5到F7的时间延迟，类似地，T2表示图4中F1到F3的时间延迟。式(7)、式⑶分 别给出了伪卫星A星和伪卫星B星间距离、时延At的计算公式。(4)利用可编程延迟线器件，精确调整时延At，使得同步精度在S纳秒内，通常取 S = 0.5纳秒，即最终满足Δ t < 0. 5纳秒，当本发明中所有从站伪卫星都与主站伪卫星完 成时间同步时，伪卫星网络便发射导航信号。
步骤四伪卫星发射导航信号。
对每颗伪卫星分配不同的扩频码序列，伪卫星采用BPSK方式调制扩频码和导航 电文到射频载波，调制后的射频信号便是微卫星发射的导航信号。伪卫星的发射天线功率 为1W，视线作用距离15km左右，可满足矿坑内定位的信号强度要求，伪卫星的发射天线为L 波段右旋圆极化全向天线。步骤五定位接收机接收导航信号并进行定位结算。定位接收机接收伪卫星发射的导航信号，从中解调出导航电文，进行定位结算。定 位接收机包括阵列接收天线1、空时自适应阵列处理�？�2、信号捕获�？�3、信号跟踪模 块4、定位解算�？�5和无线收发�？�6，定位接收机以现场可编程门阵列(FPGA)和数字信 号处理器(DSP)平台为核心。阵列接收天线1接收伪卫星导航信号，信号包括两部分一部分是直射信号，另外 一部分是由附近的遮挡物反射的信号；空时自适应阵列处理�？�2对阵列接收天线1接收 导航信号进行处理，消除多径干扰，处理后的信号传输给信号捕获模块3，信号捕获模块3 采用FFT快速捕获算法，对输入信号进行傅里叶变换，变换后与本地扩频码的傅里叶变换 共轭相乘，输出结果经过傅里叶逆变换转化为时域信号，若其中出现峰值，峰值位置即表示 接收信号的码相位，完成码相位捕获；否则，重新进行扩频码搜索；捕获码相位后，信号捕 获�？�3进行多普勒的串行搜索，捕获完成后，得到导航信号的载波多普勒和码相位信息， 将载波多普勒和码相位信息输出至信号跟踪�？�4，信息捕获�？�3仅能获得对频率和码 相位的粗略估计，信号跟踪�？�4对频率和码相位进行精确化，然后从跟踪到的信号中解 调出导航电文；定位解算�？�5完成伪距测量和定位结算；无线收发�？�6将定位接收机 的位置信息和工作状态信息送入调度控制系统。本发明采用伪卫星组成导航星座，避免了电离层抖动，优化了卫星网络的几何因 子，以及伪卫星网络时间高精度同步，空时自适应阵列处理抑制多径干扰等措施提高了定 位精度，可满足矿车作业厘米级的定位精度需求。步骤六调度控制系统进行调度控制。调度控制系统利用无线网络接收定位接收机的位置信息和工作状态信息，调度控 制系统根据矿车位置、数量和工作环境等因素，实时调整矿车的作业状态，优化资源配置。
权利要求
一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，其特征在于，包括以下几个步骤步骤一选择伪卫星网络中GPS伪卫星的导航信号；伪卫星的导航信号为 <mrow><mi>s</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>A</mi><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>C</mi><mi>i</mi> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>⊕</mo> <msub><mi>D</mi><mi>i</mi> </msub> <mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo> </mrow> <mo>)</mo></mrow><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>π</mi> <msub><mi>f</mi><mi>c</mi> </msub> <mi>t</mi> <mo>+</mo> <msub><mi>φ</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，A为信号强度，Ci(t)为扩频码，Di(t)是导航电文，i代表伪卫星的编号，fc为伪卫星信号频点，φi是载波信号初相；步骤二确定伪卫星网络几何布局；伪卫星定位系统的定位误差为δP＝DOP×UERE(2)其中δP表示定位误差，DOP表示伪卫星网络的几何因子；UERE表示伪距值的实际精度；GPS伪卫星根据实际情况安装在矿坑四周，GPS伪卫星之间不存在信号遮挡，通过调整伪卫星的几何布局，改善伪卫星的几何因子，从而提高定位精度；伪卫星网络几何布局中任意一个伪卫星至少能与另外一颗伪卫星进行测距信号收发，每个作业矿车应保证至少有4颗可见的伪卫星；步骤三伪卫星网络的高精度时间同步；具体为(1)在每个伪卫星上设置发射天线和接收天线，在伪卫星网络中确定一个主站伪卫星A1，其他伪卫星网络中的伪卫星A2～伪卫星An均为从站伪卫星；(2)伪卫星A代表主站伪卫星A1，伪卫星B代表任意一个从站伪卫星，伪卫星A和伪卫星B之间用于时间同步的数据帧格式为伪卫星A发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星A本地伪距测量值；伪卫星B发送的数据帧格式为帧头、发送帧头时刻的伪卫星B本地伪距测量值；伪卫星A接收的数据帧格式为帧头、伪卫星B传输帧勤务段内的伪卫星B本地伪距测量值；伪卫星B接收的数据帧格式为帧头、伪卫星A传输帧勤务段内的伪卫星A本地伪距测量值；所述的伪卫星A本地伪距测量值是指伪卫星A利用伪卫星B发送的数据帧测得的伪距；伪卫星B本地伪距测量值是指伪卫星B利用伪卫星A发送的数据帧测得的伪距；(3)伪卫星A和伪卫星B分别以自身时钟为基准发射前向测距信号和反向测距信号，所述的前向测距信号和后向测距信号分别代表伪卫星发送的数据帧和接收的数据�。椒⑺偷牟饩嘈藕胖⊥街浯嬖谑毖应；伪卫星A通过捕获跟踪反向测距信号得到前向测距信号帧同步与反向测距信号帧同步之间的时延T1，时延T1包括伪卫星B与伪卫星A天线间的电磁波传播时延τ、伪卫星B的发射设备时延t2、伪卫星A的接收设备时延r1和伪卫星B与伪卫星A间的钟差Δt，时延T1如下式所示T1t2+τ+r1+Δt(3)伪卫星B测量得到时延T2如下式所示T2＝t1+τ+r2-Δt(4)其中伪卫星A的发射设备时延t1、伪卫星B的接收设备时延r2；通过式(3)、式(4)得到伪卫星A和伪卫星B间的真实距离D和时延Δt <mrow><mi>D</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>T</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>T</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>t</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>r</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>r</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>·</mo><mi>c</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>Δt</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>T</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>T</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>r</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>r</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中c是电磁波传播速度；设t12＝t1+r2，t21＝t2+r1，则 <mrow><mi>D</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>T</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>T</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mn>12</mn> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>t</mi><mn>21</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>·</mo><mi>c</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>Δt</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mo>·</mo><mo>[</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>T</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>T</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>t</mi><mn>12</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>21</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>]</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>(4)利用可编程延迟线器件，精确调整时延Δt，使得同步精度在S纳秒内，Δt＜S纳秒，当所有从站伪卫星都与主站伪卫星完成时间同步时，伪卫星网络发射导航信号；步骤四伪卫星发射导航信号；对每颗伪卫星分配不同的扩频码序列，伪卫星采用BPSK方式调制扩频码和导航电文到射频载波，调制后的射频信号即为伪卫星发射的导航信号；步骤五定位接收机接收导航信号并进行定位结算；定位接收机包括阵列接收天线、空时自适应阵列处理�？�、信号捕获�？�、信号跟踪�？�、定位解算�？楹臀尴呤辗⒛？椋徽罅薪邮仗煜呓邮瘴蔽佬堑己叫藕牛己叫藕虐讲糠郑徊糠质侵鄙湫藕牛硪徊糠质怯筛浇恼诘参锓瓷涞男藕牛豢帐弊允视φ罅写砟？槎哉罅薪邮仗煜呓邮盏己叫藕沤写恚嗑陡扇牛砗蟮男藕糯涓藕挪痘衲？椋藕挪痘衲？椴捎肍FT快速捕获算法，对输入信号进行傅里叶变换，变换后与本地扩频码的傅里叶变换共轭相乘，输出结果经过傅里叶逆变换转化为时域信号，若时域信号中出现峰值，峰值位置即为接收信号的码相位，完成码相位捕获；否则，重新进行扩频码搜索；捕获码相位后，信号捕获�？榻卸嗥绽盏拇兴阉鳎痘裢瓿珊螅玫降己叫藕诺脑夭ǘ嗥绽蘸吐胂辔恍畔ⅲ夭ǘ嗥绽蘸吐胂辔恍畔⑹涑鲋列藕鸥倌？椋藕鸥倌？榻衅德屎吐胂辔唤芯坊痈俚降男藕胖薪獾鞒龅己降缥模欢ㄎ唤馑隳？槔酶倩仿啡范ǖ穆胂辔�、多普勒估计值和导航电文进行伪距测量和定位结算；无线收发模块将定位接收机的位置信息和工作状态信息发送至调度控制系统；步骤六调度控制系统进行调度控制；调度控制系统利用无线网络接收定位接收机的位置信息和工作状态信息，并根据矿车位置、数量和工作环境因素，实时调整矿车的作业状态，优化资源配置。
2.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，其特征在于，所述 步骤一中，伪卫星信号频点f。= 1. 8414GHz。
3.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，其特征在于，所述 的伪卫星网络高精度时间同步精度为0. 5纳秒。
全文摘要
本发明公开了一种基于伪卫星的深凹露天矿定位方法，包括以下几个步骤，步骤一选择伪卫星网络中GPS伪卫星的导航信号；步骤二确定伪卫星网络几何布局；步骤三伪卫星网络的高精度时间同步；步骤四伪卫星发射导航信号；步骤五定位接收机接收导航信号并进行定位结算；步骤六调度控制系统进行调度控制。本发明克服深凹露天矿遮挡严重的缺点，采用伪卫星实现矿坑定位，伪卫星系统的物理位置可控，改善了几何精度，提高了定位精度。
文档编号G01S19/42GK101833103SQ20101014271
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者农晓东, 卢松涛, 李岑, 杨再秀, 耿生群, 郭振扬, 陈夏兰, 黄智刚 申请人:北京航空航天大学
