一种基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法

技术领域

本发明涉及室内空间导航信号增强定位和5G信号增强通信领域，特别是一种基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法。

背景技术

北斗伪卫星是一种位于室内的可发射多路类北斗卫星导航系统B1频点信号的发射机，发射天线通常安装在室内天花板上，能够克服封闭环境下北斗卫星导航信号受到严重遮挡从而使接收机无法定位的问题。5G白盒化基站采用通用硬件平台，支持软件二次开发，具备局域5G信号自主收发能力，适用于信息保密的室内空间环境。一直以来，北斗伪卫星室内伪距测量精度不高，造成北斗伪卫星室内定位精度较低，无法满足高精度定位需求。使用5G白盒化基站播发伪距差分改正数是将室内基准站计算的伪距改正数打包进5G白盒化基站协议栈中，随5G信号播发到室内服务区，同时实现局域定位与通信增强。

基于上述原因，需要一种基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法，室内基准站计算北斗伪卫星的多通道伪距差分改正数，经5G白盒化基站播发给室内移动站，室内移动站将解析出的北斗伪卫星多路伪距观测量与相应伪距差分改正数联合处理，提高整个系统的定位精度，同时增强局域5G通信。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法，实现北斗伪卫星伪距观测量改正数获取、播发与伪距修正及局域5G通信增强，以提高系统定位精度与5G通信能力，克服室内封闭空间北斗伪卫星伪距观测量精度低、定位精度差以及因信息敏感而无法安装运营商5G公网的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法，包括一个位于室内的多通道室内北斗伪卫星、一个室内基准站和多个室内流动站，还包括一个用于形成并播发通导融合协议的通导融合5G白盒化基站；

多通道室内北斗伪卫星用于产生多路具有不同卫星编号的BDS B1频点导航信号，分别经多个导航信号发射天线向室内服务区发射；

室内基准站用于接收并解析多通道室内北斗伪卫星发射的多路导航信号，获取对应卫星编号的伪距观测量，并结合自身已知位置计算相应卫星编号的伪距差分改正数，发送给通导融合5G白盒化基站；

通导融合5G白盒化基站用于将卫星编号和相应伪距差分改正数打包，随5G信号向室内流动站播发；

室内流动站用于接收多通道室内北斗伪卫星发射的导航信号，并解析出卫星编号和伪距观测量，同时接收通导融合5G白盒化基站播发的卫星编号和伪距差分改正数，将相应编号的伪距观测量与伪距差分改正数联合处理，解算出位置。

进一步的，通导融合5G白盒化基站包括数据接收模块、协议生成模块和信号调制与播发模块；

数据接收模块用于接收室内基准站发送的卫星编号和伪距差分改正数，解析出卫星编号和相应伪距差分改正数后发送到协议生成模块；

协议生成模块用于将卫星编号和伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，发送到信号调制与播发模块；

信号调制与播发模块用于将通导融合协议调制到5G频段信号中，随5G信号播发给室内流动站。

进一步的，所述的通导融合5G白盒化基站播发卫星编号和伪距差分改正数是广播形式。

一种基于北斗伪卫星与5G白盒化基站的室内定位方法，包括如下步骤：

步骤1：位于室内的多通道室内北斗伪卫星生成多个通道的BDS B1频点导航信号，通过多个导航信号发射天线同时发射；

步骤2：室内基准站接收多通道室内北斗伪卫星发射的多路BDS B1频点导航信号，解析出卫星编号及相应伪距观测量，并结合自身已知位置，计算伪距差分改正数，然后将卫星编号及对应的伪距差分改正数经串口发送给通导融合5G白盒化基站；

步骤3：通导融合5G白盒化基站将接收到的卫星编号和相应伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，然后随5G信号播发出去；

步骤4：室内流动站从接收到的5G信号中解析出卫星编号和相应的伪距差分改正数；同时，对多通道室内北斗伪卫星发射的导航信号进行处理，获取卫星编号和相应伪距观测量；然后将相应编号的伪距观测量与伪距差分改正数联合处理，解算出位置。

进一步的，步骤3具体包括以下步骤：

(301)通导融合5G白盒化基站的数据接收模块经串口接收并解析多通道室内北斗基准站发送的卫星编号和相应伪距差分改正数，然后发送给协议生成模块；

(302)协议生成模块将接收到的卫星编号和相应伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，然后发送给信号调制与播发模块；

(303)信号调制与播发模块将通导融合协议调制到5G频段信号中，随5G信号播发出去。

本发明技术具有如下优点：

(i)本发明将室内基准站获取的北斗伪卫星伪距差分改正数打包到通导融合5G白盒化基站协议生成模块，形成通导融合协议，随5G信号播发给室内流动站，在实现北斗伪卫星差分增强定位的同时提升室内局域5G自主通信能力；

(ii)本发明采用通导融合5G白盒化基站建立室内局域5G自主通信网络，不与外部公共核心网联通，能够保证位置和身份信息私密性，进而有利于在信息敏感行业推广应用。

附图说明

图1是本发明基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法组成工作原理示意图；

图2是本发明一种通导融合协议生成与播发示意图；

图3是本发明一种基于北斗伪卫星与5G白盒化基站的室内定位方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步的描述：

图1为本发明基于北斗伪卫星与5G白盒基站的室内定位系统及方法组成工作原理示意图，包括一个位于室内的多通道室内北斗伪卫星、一个室内基准站、一个通导融合5G白盒化基站和多个室内流动站(室内移动站)。

多通道室内北斗伪卫星用于产生多路具有不同卫星编号的BDS B1频点导航信号，分别经多个导航信号发射天线向室内服务区发射；

室内基准站用于接收并解析多通道室内北斗伪卫星发射的多路导航信号，获取对应卫星编号的伪距观测量，并结合自身已知位置计算相应卫星编号的伪距差分改正数，再经有线串口发送给通导融合5G白盒化基站；其中室内基准站位置已预先标定出；

通导融合5G白盒化基站用于将卫星编号和相应伪距差分改正数打包到，随5G信号向室内流动站播发；

室内流动站用于通过导航信号接收天线接收多通道室内北斗伪卫星发射的导航信号，并解析出卫星编号和伪距观测量，同时通过5G信号接收天线接收通导融合5G白盒化基站播发的卫星编号和伪距差分改正数，将相应编号的伪距观测量与伪距差分改正数联合处理，解算出位置。

图2是通导融合协议生成与播发示意图，所述的通导融合5G白盒化基站包括数据接收模块、协议生成模块和信号调制与播发模块，数据接收模块包括数据接收单元和数据解析单元；

数据接收模块用于接收室内基准站发送的卫星编号和伪距差分改正数，解析出卫星编号和相应伪距差分改正数后发送到协议生成模块；

协议生成模块用于将卫星编号和伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，发送到信号调制与播发模块；

信号调制与播发模块用于将通导融合协议调制到5G频段信号中，随5G信号播发给室内流动站。

图3为本发明一种基于北斗伪卫星与5G白盒化基站的室内定位方法流程图，步骤如下：

步骤1：位于室内的多通道室内北斗伪卫星生成多个通道的BDS B1频点导航信号，通过多个导航信号发射天线同时发射；

步骤2：室内基准站接收多通道室内北斗伪卫星发射的多路BDS B1频点导航信号，解析出卫星编号及相应伪距观测量，并结合自身已知位置，计算伪距差分改正数，然后将卫星编号及对应的伪距差分改正数经串口发送给通导融合5G白盒化基站；

步骤3：通导融合5G白盒化基站将接收到的卫星编号和相应伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，然后随5G信号播发出去；具体包括以下步骤：

(301)通导融合5G白盒化基站的数据接收模块经串口接收并解析多通道室内北斗基准站发送的卫星编号和相应伪距差分改正数，然后发送给协议生成模块；

(302)协议生成模块将接收到的卫星编号和相应伪距差分改正数打包进5G白盒化基站的协议中，形成通导融合协议，然后发送给信号调制与播发模块；

(303)信号调制与播发模块将通导融合协议调制到5G频段信号中，随5G信号播发出去。

步骤4：室内流动站从接收到的5G信号中解析出卫星编号和相应的伪距差分改正数；同时，对多通道室内北斗伪卫星发射的导航信号进行处理，获取卫星编号和相应伪距观测量；然后将相应编号的伪距观测量与伪距差分改正数联合处理，解算出位置。

以上所述，仅为本发明的一具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，在本发明揭露的技术范围内，可理解想到的变换，都应涵盖在本发明的包含范围内。