一種用于信號遮擋區(qū)域的導(dǎo)航信號源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)航定位領(lǐng)域，具體涉及一種在信號遮擋區(qū)域(包括室外信號遮擋區(qū)域及室內(nèi)環(huán)境)增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航信號的信號源。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)定位時，要利用導(dǎo)航衛(wèi)星信號獲得較精確的偽距值已十分困難，因?yàn)樾l(wèi)星信號一般難以直射進(jìn)室內(nèi)，能進(jìn)入室內(nèi)的導(dǎo)航信號大多是反射信號，由于電磁波的傳播路徑方向發(fā)生改變，使信號強(qiáng)度與信噪比發(fā)生明顯變化，變得很微弱，無法接收微弱信號并對微弱信號實(shí)現(xiàn)捕獲、跟蹤，進(jìn)行解調(diào)及偽距測量。即使能夠測量，獲得的偽距長也會產(chǎn)生較大的偏差，難以用在室內(nèi)定位中。申請?zhí)枮?01010143009.2的發(fā)明專利，提出一種利用地面基站發(fā)播地面導(dǎo)航信號進(jìn)行定位的方法，該方法具有覆蓋范圍廣的優(yōu)勢，但是由于城市中建筑物林立，地面基站的信號會被建筑物阻擋，產(chǎn)生較大的非視距誤差，所以它也極難成為室內(nèi)定位的必要條件?，F(xiàn)在室內(nèi)定位大量采用WiF1、Zigbee、藍(lán)牙等傳感網(wǎng)熱點(diǎn)(AP)發(fā)出的信號實(shí)現(xiàn)定位，這樣做是能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位的，但精度較差，又由于這些熱點(diǎn)設(shè)置的初衷是為了傳輸通信信息，其分布是從通信流量需求出發(fā)來布置的，若要實(shí)現(xiàn)定位需要增加布置更多的熱點(diǎn)，比較累贅；另一點(diǎn)是信號體制問題，這些信號是根據(jù)信息傳輸?shù)囊笤O(shè)計(jì)的，往往還不能完全滿足定位測量的要求。所以簡單的利用原來的通信信號實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位導(dǎo)航確實(shí)不是一個好的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種用于信號遮擋區(qū)域的導(dǎo)航信號源，所述信號源可以設(shè)置在建筑物內(nèi)、隧道里和棚架下、地下室中和坑道內(nèi)以及大型船艙里，可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外(或遮擋區(qū)域與非遮擋區(qū)域)無縫導(dǎo)航定位。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0005]—種用于信號遮擋區(qū)域的導(dǎo)航信號源，包括:中央處理器，定位信號模塊，天線，通信模塊。
[0006]其中，所述中央處理器是所述導(dǎo)航信號源的運(yùn)算控制中心，實(shí)現(xiàn)控制及信號數(shù)據(jù)處理功能。
[0007]所述定位信號模塊用于在中央處理器控制下產(chǎn)生導(dǎo)航信號。所述導(dǎo)航信號包括:GPS和GNSS民用碼信號；與民用碼信號同族或衍生的伴生信號，所述伴生信號是直接序列擴(kuò)頻信號或跳頻擴(kuò)頻信號或掃頻擴(kuò)頻信號。
[0008]所述通信模塊在中央處理器控制下實(shí)現(xiàn)用戶終端與所述導(dǎo)航信號源的雙向通信。
[0009]所述天線分別與所述定位信號模塊和所述通信模塊連接，用于發(fā)射定位導(dǎo)航信號載波，發(fā)射和接收通信信號。
[0010]進(jìn)一步地，所述定位信號模塊包括用于產(chǎn)生民用碼信號的C/A碼基帶電路及相應(yīng)擴(kuò)頻模塊1、調(diào)制模塊1、RF模塊I，用于產(chǎn)生伴生信號的伴生信號基帶電路及相應(yīng)擴(kuò)頻模塊2、調(diào)制模塊2、RF模塊2，以及同步時鐘產(chǎn)生電路。所述民用碼信號與伴生信號的基帶信號采用不同的體制，擴(kuò)頻和調(diào)制信號采用相同或不同的體制。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述通信模塊包括遠(yuǎn)距離通信模塊和近距離通信模塊，所述遠(yuǎn)距離通信模塊采用GSM模塊或CDMA模塊或LTE模塊，所述近距離通信模塊采用WIFI模塊或Zigbee模塊或藍(lán)牙模塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)航信號源還包括傳感器模塊，所述傳感器模塊包括氣壓傳感器和溫度傳感器，用于測量所述導(dǎo)航信號源處的大氣壓強(qiáng)和溫度，并送至中央處理器，中央處理器根據(jù)測得的大氣壓強(qiáng)和溫度計(jì)算所述導(dǎo)航信號源處的高程，所述高程用作用戶終端采用差分法計(jì)算高程時的基準(zhǔn)點(diǎn)高程。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)航信號源還包括用于校準(zhǔn)用戶終端位置偏差的標(biāo)校測試模塊。所述標(biāo)校測試模塊包括光源和光接收裝置。所述光源照射用戶終端，所述光接收裝置接收用戶終端反射回來的光信號并送至所述中央處理器，所述中央處理器通過測量所述光信號的強(qiáng)度校準(zhǔn)用戶終端位置偏差。
[0014]優(yōu)選地，所述光源為LED或紅外器件。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016](I)本發(fā)明所述的導(dǎo)航信號源通過增加伴生信號，實(shí)現(xiàn)了信號遮擋區(qū)域中的信號增強(qiáng)，提高了衛(wèi)星導(dǎo)航的定位精度與覆蓋范圍。由于同時采用GPS和GNSS的民用碼信號和伴生信號，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外無縫導(dǎo)航過渡。由于伴生信號為直接序列擴(kuò)頻信號或跳頻擴(kuò)頻信號或掃頻擴(kuò)頻信號，因此采用伴生信號進(jìn)行定位具有抗頻偏、減小多徑效應(yīng)等抗干擾能力。
[0017](2)本發(fā)明所述的導(dǎo)航信號源采用民用碼信號及伴生信號，為室內(nèi)定位提供了偽距長測量信息、多普勒測速信息、載波相位測量值和信號強(qiáng)度測量值等多種測量量，從而為實(shí)現(xiàn)較高精度的室內(nèi)外廣域增強(qiáng)定位導(dǎo)航提供了最基本的測量值。
[0018](3)本發(fā)明所述的導(dǎo)航信號源通過增加氣壓傳感器和溫度傳感器，測量導(dǎo)航信號源所在位置的高程，用作用戶終端進(jìn)行差分計(jì)算的基準(zhǔn)，可以提高用戶終端的定位精度。
[0019](4)本發(fā)明所述的導(dǎo)航信號源的通信模塊具有很強(qiáng)的通信功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)/近距離通信，從而實(shí)現(xiàn)基于位置的服務(wù)。
[0020](5)本發(fā)明所述的導(dǎo)航信號源通過設(shè)置由LED或紅外光源及接收裝置組成的標(biāo)校測試模塊，實(shí)現(xiàn)了用戶終端定位偏差的精確校正。
【附圖說明】
[0021]圖1為用于信號遮擋區(qū)域的導(dǎo)航信號源的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為定位信號模塊的組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]本發(fā)明提出的用于信號遮擋區(qū)域的導(dǎo)航信號源是一種“偽衛(wèi)星”裝置。它是一種發(fā)播導(dǎo)航定位信號和電文的信號源和信息源，不僅發(fā)播導(dǎo)航衛(wèi)星信號，而且還要發(fā)播適合信號遮擋區(qū)域定位需要的伴生信號，還設(shè)置一些傳感器，使所述導(dǎo)航信號源能輔助衛(wèi)星導(dǎo)航信號實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航增強(qiáng)，特別是能解決室外衛(wèi)星導(dǎo)航信號被嚴(yán)重遮擋區(qū)域的導(dǎo)航。因此，所述導(dǎo)航信號源是一種不同于傳統(tǒng)意義下的比較單一的“偽衛(wèi)星”。因?yàn)樗鰧?dǎo)航信號源里設(shè)有導(dǎo)航衛(wèi)星上的民用碼信號及其同族或衍生的伴生信號，所以導(dǎo)航定位軌跡能連續(xù)、無明顯跳躍、無斷點(diǎn)。
[0025]圖1是所述導(dǎo)航信號源的組成框圖，包括:中央處理器，定位信號模塊，天線，通信豐旲塊。
[0026]其中，所述中央處理器是所述導(dǎo)航信號源的運(yùn)算控制中心，