專利名稱：一種導(dǎo)航定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用地面數(shù) 字電視信號完成導(dǎo)航定位的方法。
背景技術(shù)：
如今最常用的導(dǎo)航定位方法是利用美國研制的GPS (Globe Position-finding System,全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng))進行定位。該系統(tǒng)由空 間段、控制段和用戶段組成?？臻g段即衛(wèi)星星座，基本配置由24顆 衛(wèi)星組成，位于6個軌道面內(nèi)，每個平面4顆衛(wèi)星。控制段的任務(wù)是 對衛(wèi)星進行維護并維持其正常功能，包括將衛(wèi)星保持在正確的軌道位 置和監(jiān)測衛(wèi)星子系統(tǒng)的健康與狀況。用戶段由用戶接收設(shè)備組成，用 于接收處理衛(wèi)星發(fā)射的偽隨機碼信號，進而確定用戶位置、速度和時 間。在世界范圍內(nèi)，只要接收到四顆以上衛(wèi)星的信號，即可完成上述 導(dǎo)航功能。GPS系統(tǒng)可用于定位、導(dǎo)航、測量和授時等各種用途，已 經(jīng)廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。在美國的GPS系統(tǒng)研制成功之 后，世界上又出現(xiàn)了俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO和中國 的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，這幾種系統(tǒng)或者已經(jīng)研制成功投入使用，或者正在 進行研制，其導(dǎo)航定位原理與GPS系統(tǒng)大體相同?？墒切l(wèi)星導(dǎo)航系 統(tǒng)的應(yīng)用范圍也受到一定的限制。衛(wèi)星信號以相對較低的發(fā)射功率傳 輸很遠的距離，接收信號的強度很弱，很容易受到干擾，而且在室內(nèi) 或有遮擋的情況下，很難定位或根本無法定位。
地面數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)是近幾年蓬勃發(fā)展起來的新型產(chǎn)業(yè)，我國已經(jīng) 于2006年8月頒布了《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編 碼和調(diào)制》國家標準，于2007年8月1日開始實施。目前，我國也 同世界上許多國家一樣，正在積極的推動地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的建
設(shè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。除了完成其基本功能以外，地面數(shù)字電視廣 播信號作為一種無線電輻射資源與所有射頻輻射源一樣，可以被考慮 應(yīng)用于各種軍事和民事應(yīng)用。地面數(shù)字電視網(wǎng)的優(yōu)點是電視發(fā)射臺遍 布全囯各個縣巿，而且頻譜資源豐富、發(fā)射功率大、覆蓋范圍廣。與 導(dǎo)航衛(wèi)星相比，利用地面數(shù)字電視廣播信號搭載導(dǎo)航定位信號，可以 抵抗更強的干擾，在室內(nèi)環(huán)境及衛(wèi)星信號受到遮擋的條件下，仍然可 以順利完成導(dǎo)航定位功能，是衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的有益補充。
具有自主知識產(chǎn)權(quán)的我國地面數(shù)字電視廣播標準主要是從有效 提高數(shù)字電視廣播的覆蓋范圍、提高無線頻譜資源利用效率、保證和 改善電視用戶的接收性能等角度來設(shè)計的，未來我國的地面數(shù)字電視 廣播網(wǎng)將是在城巿內(nèi)組成單頻網(wǎng)以提高數(shù)字電視信號的覆蓋，在城際 或省際釆用多頻網(wǎng)的模式。在單頻網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射臺的信號保持嚴格的同 步，因而無法區(qū)分接收到的信號是從哪個發(fā)射臺發(fā)射的，從而也就無 法完成測距及導(dǎo)航定位功能。另一方面，單頻網(wǎng)要求各個地面數(shù)字電 視發(fā)射臺之間保持相當嚴格的時間和頻率同步，這又為導(dǎo)航定位系統(tǒng) 的實現(xiàn)提供了一定的方便，因為導(dǎo)航定位系統(tǒng)也要求其各個發(fā)射臺之 間保持嚴格的時間同步。本發(fā)明在不影響地面數(shù)字電視廣播的前提
下，根據(jù)我國DTMB信號的特點，充分利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺的
現(xiàn)有設(shè)備和資源，對數(shù)字電視信號進行適當?shù)母脑?，實現(xiàn)導(dǎo)航定位功 能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例要解決的問題是提供 一種導(dǎo)航定位的方法，通過在 地面數(shù)字電視廣播標準信號上搭載導(dǎo)航定位信號，利用地面數(shù)字電視 發(fā)射臺獨立實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，或者利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺及導(dǎo)航 衛(wèi)星聯(lián)合實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能。
為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案提供 一 種導(dǎo)航定位的
方法，包括以下步驟地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)
字電視信號；用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多個導(dǎo)
航信息，分別進行偽距測量；用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面
數(shù)字電視發(fā)射臺的坐標進行定位。
其中，在用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺
的坐標進行定位的步驟之后，還包括用戶接收機根據(jù)所述導(dǎo)航信息 完成授時功能。
其中，所述導(dǎo)航信息的搭載位置位于地面數(shù)字電視信號幀的幀 頭、幀體或整個幀。
其中，所述導(dǎo)航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面數(shù)字電視發(fā)射臺的 位置坐標和/或時間信息。
其中，所述導(dǎo)航擴頻序列為Gold序列或Kasami序列。
其中，在所述用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多 個導(dǎo)航信息的步驟之后，還包括用戶接收機通過所述導(dǎo)航擴頻序列， 識別發(fā)射對應(yīng)導(dǎo)航信息的地面數(shù)字電視發(fā)射臺。
其中，所述導(dǎo)航信息的發(fā)送方式，據(jù)各發(fā)射臺所發(fā)射內(nèi)容是否相 同選擇輪流發(fā)送或廣播式發(fā)送。
其中，所述導(dǎo)航信息幀與數(shù)字電視信號幀保持嚴格的同步。
本發(fā)明實施例的技術(shù)方案還提供一種導(dǎo)航定位的方法，包括以下 步驟地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視信號，導(dǎo) 航衛(wèi)星發(fā)送衛(wèi)星信號；用戶接收機接收地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的導(dǎo) 航信息，接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的衛(wèi)星信號，分別進行偽距測量；用戶接 收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺和導(dǎo)航衛(wèi)星的坐標 進行定位。
其中，所述導(dǎo)航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面數(shù)字電視發(fā)射臺的 位置坐標和/或時間信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點 本發(fā)明實施例通過在地面數(shù)字電視廣播標準信號上搭載導(dǎo)航定
位信號，利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺獨立實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，或者利用 地面數(shù)字電視發(fā)射臺及導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，可以抵抗更 強的干擾，在室內(nèi)環(huán)境及衛(wèi)星信號受到遮擋的條件下，仍然可以順利 完成導(dǎo)航定位功能。


圖l是本發(fā)明實施例的 一種導(dǎo)航定位的方法的流程圖2是本發(fā)明實施例的另一種導(dǎo)航定位的方法的流程圖3—種地面數(shù)字電視發(fā)射端原理示意圖4是本發(fā)明實施例的 一種地面數(shù)字電視信號復(fù)幀的四層結(jié)構(gòu)
圖5是本發(fā)明實施例的 一種導(dǎo)航信息搭載方式示意圖6是本發(fā)明實施例的一種定位原理圖7是本發(fā)明實施例的一種導(dǎo)航定位示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細 描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明實施例的一種導(dǎo)航定位的方法的流程如圖l所示，包括以 下步驟
步驟sl01,地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視 信號。所述導(dǎo)航信息的搭載位置位于地面數(shù)字電視信號幀的幀頭、幀 體或整個幀，其信息發(fā)送方式，據(jù)各發(fā)射臺所發(fā)射內(nèi)容是否相同選擇 輪流發(fā)送或廣播式發(fā)送，且導(dǎo)航信息幀與數(shù)字電視信號幀保持嚴格的 同步。該導(dǎo)航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面數(shù)字電視發(fā)射臺的位置坐 標和/或時間信息。其中，導(dǎo)航擴頻序列可以為Gold序列或Kasami 序列。
步驟sl02,用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多個 導(dǎo)航信息，分別進行偽距測量。
步驟S103,用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射 臺的坐標進行定位。其中，用戶接收機通過所述導(dǎo)航擴頻序列，識別 發(fā)射對應(yīng)導(dǎo)航信息的地面數(shù)字電視發(fā)射臺。
步驟sl04，用戶接收機根據(jù)所述導(dǎo)航信息完成授時功能。 本發(fā)明實施例的另一種導(dǎo)航定位的方法的流程如圖2所示，包括 以下步驟
步驟s201,地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視 信號，導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送衛(wèi)星信號。該導(dǎo)航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面 數(shù)字電視發(fā)射臺的位置坐標和/或時間信息。
步驟s202，用戶接收機接收地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的導(dǎo)航信 息，接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送的衛(wèi)星信號，分別進行偽距測量。
步驟s203,用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射 臺和導(dǎo)航衛(wèi)星的坐標進行定位。
本發(fā)明由發(fā)射段、控制段和用戶段組成。發(fā)射段即遍布全國的地 面數(shù)字電視發(fā)射臺，在地面數(shù)字電視廣播信號上搭載導(dǎo)航定位信號。 控制段用于對發(fā)射臺進行維護，維持其正常功能，監(jiān)測其健康狀況。 用戶段即用戶接收機，用于接收處理地面數(shù)字電視信號及導(dǎo)航衛(wèi)星信 號，完成定位、授時等功能。
為了能夠完成導(dǎo)航定位功能，接收機必須能夠分辨出不同地面數(shù) 字廣播發(fā)射臺發(fā)射的信號，本發(fā)明在原有的數(shù)字電視信號頻帶上搭載 導(dǎo)航定位擴頻序列作為測距信號，不同的發(fā)射臺使用不同的擴頻序 列，通過碼分多址的方式來區(qū)分不同的發(fā)射臺。具體步驟如下
步驟A:原數(shù)字電視數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過隨機化、前向糾錯編碼，星座 映射和交織后形成基本數(shù)據(jù)塊。基本數(shù)據(jù)塊與系統(tǒng)信息組合后，經(jīng)過 幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體。
步驟B:對于正常的數(shù)字電視信號幀，幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為 信號幀；對于搭載了導(dǎo)航定位信號的導(dǎo)航信息幀，則將幀頭、幀體或
整個信號幀(幀頭+幀體)用導(dǎo)航定位信息替換。
步驟C:信號幀或?qū)Ш叫畔?jīng)過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信 號，經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號發(fā)射。
步驟D:用戶接收機接收地面數(shù)字電視信號，從中提取出導(dǎo)航信 息幀。
步驟E:用戶接收機根據(jù)導(dǎo)航定位擴頻序列分別測量接收機與多 個地面數(shù)字電視發(fā)射臺之間的偽距，再根據(jù)發(fā)射臺的坐標確定接收機 的位置。
步驟F:用戶接收機接收并處理其它導(dǎo)航定位信息，完成授時等 功能。
導(dǎo)航信息幀的內(nèi)容可以是標識各數(shù)字電視發(fā)射臺的導(dǎo)航擴頻序 列、時間信息、各發(fā)射臺的坐標位置，也可以是其它與導(dǎo)航定位相關(guān) 的信息。由于數(shù)字電視單頻網(wǎng)要求本單頻網(wǎng)內(nèi)的所有發(fā)射臺保持嚴格 同步，在發(fā)送時間及發(fā)射臺位置等信息時釆取廣播的方式，在發(fā)送導(dǎo) 航擴頻序列時，因各擴頻序列互不形同，為防止相互干擾，釆取輪流 發(fā)射的方式，即當一個發(fā)射臺發(fā)射導(dǎo)航擴頻序列時，本網(wǎng)內(nèi)所有其它 發(fā)射臺，或者至少對其信號會產(chǎn)生干擾的發(fā)射臺發(fā)送零填充信息。導(dǎo) 航擴頻序列可以是任何 一 種擴頻序列，如Gold序列、Kasami序列等。
導(dǎo)航信息幀在整個數(shù)字電視信號中所占的比例可以根據(jù)具體情 況自由調(diào)整，但是在任何情況下，不能影響地面數(shù)字電視廣播信號的 正常接收。
用戶接收機可以接收多個數(shù)字電視發(fā)射臺的信號獨立定位，或者 利用數(shù)字電視發(fā)射臺及導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合定位。在利用數(shù)字電視發(fā)射臺及 導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合定位時，需要注意二者之間的系統(tǒng)參考時鐘是否相同， 進而釆用相應(yīng)的方法進行位置解算。
其中，發(fā)射段用于發(fā)射搭載了導(dǎo)航信息的地面數(shù)字電視信號，圖 3給出了地面數(shù)字電視發(fā)射端的原理框圖，原數(shù)字電視數(shù)據(jù)碼流經(jīng)過
隨機化、前向糾錯編碼，星座映射和交織后形成基本數(shù)據(jù)塊?；緮?shù) 據(jù)塊與系統(tǒng)信息組合，經(jīng)過幀體數(shù)據(jù)處理形成幀體。該系統(tǒng)數(shù)字電視 信號的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如圖4所示，是一種四層結(jié)構(gòu)。其中，數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu) 的基本單元為信號幀，信號幀由幀頭和幀體兩部分組成，幀體部分共
3780個符號，長度是500w,幀頭長度有三種選項，分別是420個符 號、595個符號和945個符號。超幀定義為一組信號幀，分幀定義為 一組超幀，幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為日幀。信號結(jié)構(gòu)是周期的，并與自然時 間保持同步。因為幀結(jié)構(gòu)與自然時間保持同步，因此可以方便地搭載 導(dǎo)航定位信號，完成導(dǎo)航定位功能。
對于正常的數(shù)字電視信號，幀體與相應(yīng)的幀頭復(fù)接為信號幀，經(jīng) 過基帶后處理轉(zhuǎn)換為基帶輸出信號，經(jīng)正交上變頻轉(zhuǎn)換為射頻信號發(fā) 射。為了利用地面數(shù)字電視信號實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，必須對原數(shù)字電 視信號格式作適當?shù)男薷?，將?dǎo)航信息搭載到數(shù)字電視信號中。方法 為在數(shù)字電視信號幀頭與幀體的組幀階段，用導(dǎo)航信息幀替換原電視 信號幀，導(dǎo)航信息可以置于原數(shù)字電視信號幀的幀頭、幀體或者整個 信號幀(幀頭+幀體)，導(dǎo)航信息幀與原數(shù)字電視信號幀保持嚴格同 步，如圖5所示。因為數(shù)字電視信號在前面已經(jīng)經(jīng)過前向糾錯編碼和 時域符號交織，其時域交織模式有兩種，交織/解交織總延遲分別為 170和510個信號幀，將其中的一個信號幀用導(dǎo)航信息幀替換相當于 此信號幀全部符號傳輸錯誤，只要導(dǎo)航信息幀小于一定的比例，經(jīng)解 交織和糾錯解碼后，仍然可以正確恢復(fù)出數(shù)字電視信號，而不會對地 面數(shù)字電視廣播造成影響。
根據(jù)幀頭長度選項的不同， 一個超幀(125ms)可以有225、 216或 200個信號幀。在實際應(yīng)用中，可以在每個超幀中固定若干幀作為導(dǎo) 航信息幀，使得用戶接收機能夠方便地進行偽距的測量。
導(dǎo)航信息幀包含的內(nèi)容有
a、導(dǎo)航擴頻序列，同一單頻網(wǎng)中每個發(fā)射臺都分配一個互不相
同的擴頻序列。這是最重要的導(dǎo)航信息，用戶接收機通過此擴頻序列 來完成偽距的測量。
b、時間信息，用于完成授時功能。
C、本單頻網(wǎng)內(nèi)每個發(fā)射臺的位置坐標。
d、 本單頻網(wǎng)的網(wǎng)號。
e、 其它導(dǎo)航信息。
導(dǎo)航擴頻序列可以選擇Gold序列、Kasami序列或其它適宜的擴 頻序列，所選擇的擴頻序列應(yīng)當有強自相關(guān)性能和弱互相關(guān)性能。在 地面數(shù)字電視單頻網(wǎng)中，各發(fā)射臺的信號必須是嚴格同步的，而每個 發(fā)射臺的導(dǎo)航擴頻序列各不相同，如果保持同步發(fā)射，各導(dǎo)航信號幀 間將相互干擾，從而無法進行定位。因此當一個發(fā)射臺發(fā)射導(dǎo)航擴頻 序列時，為防止相互干擾，同一單頻網(wǎng)的其它發(fā)射臺，或者至少對其 信號產(chǎn)生干擾的發(fā)射臺，發(fā)射零填充序列。各個發(fā)射臺在不同的導(dǎo)航 信號幀輪流發(fā)射導(dǎo)航擴頻序列。利用地面數(shù)字電視信號進行導(dǎo)航定位 時存在比較嚴重的遠近效應(yīng)，而且不能利用功率控制來解決，因此擴 頻序列的長度應(yīng)當盡可能的長。當利用原數(shù)字電視信號的幀頭來搭載 導(dǎo)航信息時，因為幀頭的長度比較短，必須利用多個幀頭來搭載完整 的擴頻序列。在原地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中，幀頭具有同步和信道估 計的作用，當利用多個幀頭來搭載導(dǎo)航信息時，會對快變信道的信道 估計產(chǎn)生較大影響，必須予以考慮。對于時間信息、發(fā)射臺的位置坐 標及單頻網(wǎng)的網(wǎng)號，因各發(fā)射臺需要發(fā)送的內(nèi)容是相同的，可以釆用 同步方式廣播發(fā)送。對于其它導(dǎo)航信息，針對各發(fā)射臺發(fā)送的內(nèi)容是 否相同，相應(yīng)釆取輪流或廣播形式發(fā)送。
控制段用于對數(shù)字電視發(fā)射臺的信號進行檢測，即監(jiān)測搭載的導(dǎo) 航定位信號是否正確，發(fā)射臺的時鐘精確度等，對于功能不正常的發(fā) 射臺，需要及時維護。
用戶段用于接收導(dǎo)航定位信號，完成導(dǎo)航定位功能，其定位原理
圖如圖6所示。用戶接收機接收搭載了導(dǎo)航信息的地面數(shù)字電視信
號，按照事先的約定提取其中的導(dǎo)航信號幀，可以利用原數(shù)字電視信 號幀頭中的PN序列輔助完成導(dǎo)航信號幀起始位置的確定。對于導(dǎo)航 擴頻序列，將接收機產(chǎn)生的本地擴頻序列與接收到的擴頻序列進行相 關(guān)運算，確定接收到的擴頻序列號，再由擴頻序列號確定發(fā)射臺的臺 號。已知單頻網(wǎng)的網(wǎng)號及發(fā)射臺的臺號，通過查表的方法獲得發(fā)射臺 的位置坐標。根據(jù)擴頻序列相關(guān)峰值的位置確定傳播延遲，計算接收 機與發(fā)射臺之間的偽距，當出現(xiàn)多個相關(guān)峰值時，選取第一個峰值作 為直達路徑。對于發(fā)射臺的位置坐標信息及單頻網(wǎng)的網(wǎng)號，接收機接 收后存儲下來以供以后查表使用。因為發(fā)射臺的位置一般不發(fā)生變 化，并不需要對發(fā)射臺位置坐標文件時時更新。也可以在用戶接收機 中事先存儲各電視發(fā)射臺的位置，而不必將這些位置信息通過發(fā)射臺 發(fā)送。對于時間信息，發(fā)射臺接收后供授時使用。
令Pi表示接收機與第i個數(shù)字電視臺發(fā)射臺之間的偽距，接收機
位置坐標為(xu，yu，zu)，接收機時鐘與數(shù)字電視發(fā)射臺時鐘之間的偏差 為At,光速為c，第i個數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)射天線的位置坐標為
(Xi,yi，Zi)，則可以得到如下方程:_
Pi "(xu -Xi)2 +(yu — yi)2 +(zu — Zi)2 +cAt
如果能夠接收到四個以上地面數(shù)字電視發(fā)射臺的信號，則可以通 過求解上述方程得到接收機的三維位置坐標(xu,yu,zu)和時差A(yù)t,在此 基礎(chǔ)上可以進一步完成導(dǎo)航和授時的功能。
還可以利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺和導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合定位，方法與上 述方法相同。當數(shù)字電視發(fā)射臺和導(dǎo)航衛(wèi)星使用的系統(tǒng)參考時間不一 致時，需要在位置解算前作出調(diào)整。
下面舉例說明如何利用地面數(shù)字電視信號進行導(dǎo)航定位，圖7是 本發(fā)明實施例的一種導(dǎo)航定位示意圖，其中A1、 A2、 A3和A4代表 四個地面數(shù)字電視發(fā)射臺，p i ~ p4分別代表發(fā)射臺與用戶接收機之間
的偽距。地面數(shù)字電視信號的幀頭模式選擇PN420，每個幀頭長度 420/7.56=55爭，幀體3780個符號，長度500(xs，每個超幀有225個 信號幀。選擇每個超幀的第9幀作為導(dǎo)航信號幀，幀頭格式保持不變， 利用幀體搭載導(dǎo)航擴頻序列。選擇第9幀幀體搭載導(dǎo)航信息的好處 是，超幀起始位置到該幀幀體起始位置的時間為4.5ms，有利于信號 傳播延遲時間的測量。四個發(fā)射臺輪流發(fā)送導(dǎo)航擴頻序列，不發(fā)送擴 頻序列的發(fā)射臺發(fā)送幅度為0的填充序列。四個發(fā)射臺的導(dǎo)航擴頻序 列發(fā)送完畢需要四個超幀，即500ms的時間。在每個超幀中，各幀頭 PN序列的相位各不相同，用戶接收機可以利用幀頭的相位識別出導(dǎo) 航信號幀。用戶接收機產(chǎn)生本地擴頻序列與接收到的擴頻序列進行相 關(guān)運算，當擴頻序列相同時，會產(chǎn)生很強的相關(guān)峰值，根據(jù)相關(guān)峰值 的位置計算信號傳播的延遲時間，進而獲得用戶接收機與發(fā)射臺之間 的偽距。根據(jù)不同的擴頻序列確定發(fā)射臺的臺號及坐標。聯(lián)立方程
<formula>complex formula see original document page 13</formula>
通過最小二乘法求解(Xu,yu，Zu),得到用戶的位置坐標，用所得時 間偏差修正用戶接收機的時鐘，完成授時功能。
本實施例通過在地面數(shù)字電視廣播標準信號上搭載導(dǎo)航定位信 號，利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺獨立實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，或者利用地面 數(shù)字電視發(fā)射臺及導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，可以抵抗更強的 干擾，在室內(nèi)環(huán)境及衛(wèi)星信號受到遮擋的條件下，仍然可以順利完成 導(dǎo)航定位功能。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以 做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，包括以下步驟地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視信號；用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多個導(dǎo)航信息，分別進行偽距測量；用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺的坐標進行定位。
2、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，在用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺的坐標進行定位的步驟之后，還包括用戶接收機根據(jù)所述導(dǎo)航信息完成授時功能。
3、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航信息的搭載位置位于地面數(shù)字電視信號幀的幀頭、幀體或整個幀。
4、 如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面數(shù)字電視發(fā)射臺的位置坐標和/或時間信息。
5、 如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航擴頻序列為Gold序列或Kasami序列。
6、 如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，在所述用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多個導(dǎo)航信息的步驟之后，還包括用戶接收機通過所述導(dǎo)航擴頻序列，識別發(fā)射對應(yīng)導(dǎo)航信息的地面數(shù)字電視發(fā)射臺。
7、 如權(quán)利要求1至6任一項所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航信息的發(fā)送方式，據(jù)各發(fā)射臺所發(fā)射內(nèi)容是否相同選擇輪流發(fā)送或廣播式發(fā)送。
8、 如權(quán)利要求1至6任一項所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航信息幀與數(shù)字電視信號幀保持嚴格的同步。
9、 一種導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，包括以下步驟地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視信號，導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)送衛(wèi)星信號；用戶接收機接收地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的導(dǎo)航信息，接收導(dǎo)航 衛(wèi)星發(fā)送的衛(wèi)星信號，分別進行偽距測量；用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺和導(dǎo)航 衛(wèi)星的坐標進行定位。
10、 如權(quán)利要求9所述的導(dǎo)航定位的方法，其特征在于，所述導(dǎo) 航信息包括導(dǎo)航擴頻序列、地面數(shù)字電視發(fā)射臺的位置坐標和/或時 間信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種導(dǎo)航定位的方法，包括以下步驟地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送搭載有導(dǎo)航信息的數(shù)字電視信號；用戶接收機接收多個地面數(shù)字電視發(fā)射臺發(fā)送的多個導(dǎo)航信息，分別進行偽距測量；用戶接收機根據(jù)測量的偽距及相應(yīng)地面數(shù)字電視發(fā)射臺的坐標進行定位。本發(fā)明還公開了一種利用數(shù)字電視信號和導(dǎo)航衛(wèi)星信號進行聯(lián)合定位的方法。本發(fā)明通過在地面數(shù)字電視廣播標準信號上搭載導(dǎo)航定位信號，利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺獨立實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，或者利用地面數(shù)字電視發(fā)射臺及導(dǎo)航衛(wèi)星聯(lián)合實現(xiàn)導(dǎo)航定位功能，可以抵抗更強的干擾，在室內(nèi)環(huán)境及衛(wèi)星信號受到遮擋的條件下，仍然可以順利完成導(dǎo)航定位功能。
文檔編號H04N7/08GK101344584SQ20081011892
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者萬曉峰, 彧 張, 楊知行, 潘長勇, 王勁濤 申請人:清華大學(xué)