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基于地面基站的定位系统构建和方案

耿珂 黄智刚 苏雨 石培辰 高强 熊华钢

耿珂, 黄智刚, 苏雨, 等 . 基于地面基站的定位系统构建和方案[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(10): 2051-2057. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0042
引用本文: 耿珂, 黄智刚, 苏雨, 等 . 基于地面基站的定位系统构建和方案[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(10): 2051-2057. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0042
GENG Ke, HUANG Zhigang, SU Yu, et al. Positioning system construction and scheme based on ground base station[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(10): 2051-2057. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0042(in Chinese)
Citation: GENG Ke, HUANG Zhigang, SU Yu, et al. Positioning system construction and scheme based on ground base station[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(10): 2051-2057. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0042(in Chinese)

基于地面基站的定位系统构建和方案

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0042
详细信息
    作者简介:

    耿珂  男, 博士研究生。主要研究方向:协作通信、无线电导航

    黄智刚  男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:通信与信息系统学科的无线电导航、卫星导航、自动测试与控制、航空电子

    通讯作者:

    黄智刚, E-mail: baahzg@163.com

  • 中图分类号: V221+.3;TB553

Positioning system construction and scheme based on ground base station

More Information
  • 摘要:

    针对大型、复杂、多功能建筑,其内部信号环境恶劣,卫星导航的信号衰减较大,较难稳定捕获跟踪,建筑内多径效应严重,短多径对定位精度的影响较大,直接使用卫星导航信号进行定位难度大的问题,提出了一种基于地面基站的大区域(建筑群)室内定位方案。根据频率与信号穿透性能和空间衰减之间的关系,选择甚高频频段作为信号载波,采用码伪距和载波伪距联合定位的方式,可同时兼顾覆盖性和定位性能。利用所提出的新型定位方式,搭建了一个基本测试系统,通过信号的产生、发射、无线传播,进行了信号的捕获、跟踪和伪距求差解算,初步验证了本文方法的可行性及覆盖能力。

     

  • 图 1  发射端组成

    Figure 1.  Transmitter structure

    图 2  接收端组成

    Figure 2.  Receiver structure

    图 3  操场测试环境

    Figure 3.  Playground test environment

    图 4  码相位差值(同步测试)

    Figure 4.  Code phase difference value (synchronous test)

    图 5  载波相位差值(同步测试)

    Figure 5.  Carrier phase difference value (synchronous test)

    图 6  码相位差值(运动状态下测试,1号点~3号点)

    Figure 6.  Code phase difference value (test under motion, point 1 to 3)

    图 7  载波相位差值(运动状态下测试,1号点~3号点)

    Figure 7.  Carrier phase difference value (test under motion, point 1 to 3)

    图 8  码相位差值(运动状态下测试,3号点~1号点)

    Figure 8.  Code phase difference value (test under motion, point 3 to 1)

    图 9  载波相位差值(运动状态下测试,3号点~1号点)

    Figure 9.  Carrier phase difference value (test under motion, point 3 to 1)

    图 10  新主楼室内测试环境

    Figure 10.  New main building indoor test environment

    图 11  测试点2的捕获相关峰

    Figure 11.  Capture correlation peak at test Point 2

    图 12  测试点2跟踪曲线及基站间距离差曲线

    Figure 12.  Tracking curve and distance difference curves between base stations at test point 2

    表  1  测试数据(同步测试)

    Table  1.   Test data (synchronous test)

    观测量 测试分组 均值/m 标准差/cm
    码相位差 第1次 1.63 57.7
    第2次 1.68 53.7
    载波相位差 第1次 0.991 5 0.18
    第2次 2.943 1 0.11
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    表  2  测试数据(运动状态下测试,1号点~3号点)

    Table  2.   Test data (test under motion, point 1 to 3)

    m
    测试点 码相位差 载波相位差
    均值 标准差 均值 标准差
    1 3.66 66.8 13.2 8.397
    2 2.83 5.6 31.1 0.19
    3 -16.6 5.4 39.5 0.13
    下载: 导出CSV

    表  3  测试数据(运动状态下测试,3号点~1号点)

    Table  3.   Test data (test under motion, point 3 to 1)

    m
    测试点 码相位差 载波相位差
    均值 标准差 均值 标准差
    3 -26.5 7.1 -1.38 0.138
    2 4.4 4 -9.38 0.125
    1 24.5 53.8 -8.67 6.4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-01-30
  • 录用日期:  2019-03-08
  • 刊出日期:  2019-10-20

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