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CN115877428A - 载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质 - Google Patents

载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质 Download PDF

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Publication number
CN115877428A
CN115877428A CN202310017050.XA CN202310017050A CN115877428A CN 115877428 A CN115877428 A CN 115877428A CN 202310017050 A CN202310017050 A CN 202310017050A CN 115877428 A CN115877428 A CN 115877428A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier phase
difference
double
phase measurement
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310017050.XA
Other languages
English (en)
Inventor
邓中亮
钱峻
谢娜
胡恩文
张耀
马梓垚
罗恺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Duwei Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Duwei Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Duwei Technology Co ltd filed Critical Beijing Duwei Technology Co ltd
Priority to CN202310017050.XA priority Critical patent/CN115877428A/zh
Publication of CN115877428A publication Critical patent/CN115877428A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本申请提供了一种载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质，载波相位整周模糊度固定方法包括：获取时频资源，时频资源包括5G时频资源；对时频资源进行多频段选取，得到定位资源；对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。通过本申请的技术方案，通过频段划分选取用于定位的频带资源，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，提高了5G信号的定位性能。

Description

载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信定位技术领域，具体而言，涉及一种载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质。
背景技术
随着移动通信技术的迅速发展，基于位置服务走进了人们的日常生活。室内定位与导航作为LBS的一个重要领域，得到了广泛的关注。世界各地的研究人员提出了不同的室内定位技术，包括：Wi-Fi、蓝牙、UWB、PDR、图像和移动通信网等。其中基于移动通信网的室内定位技术相比于其他定位技术拥有以下优势：1. 覆盖范围广 2.拥有统一的标准体系3.不需要额外的定位设备与终端。第五代移动通信技术的发展更加推动了移动通信网络在室内定位的应用，在release 16的5G标准中，定义了5G定位参考信号（PRS），并能够为室内提供TDOA（到达时间差）观测量来满足定位服务需求。但是目前的5G定位方法多数采用码相位定位，虽然码片长度可通过配置子载波间隔调整至米级，但与载波相位的厘米级相位长度比，仍存在着较大测量误差，导致定位结果不够精确。近年来，许多研究人员开展了载波相位定位的研究，其中最主要的问题就是解整周模糊度。现有的模糊度固定方法均用于卫星，若采用单差进行定位，基站发射端的时钟偏差会对终端载波模糊度固定产生较大影响。
发明内容
本申请旨在解决或改善上述技术问题。
为此，本申请的第一目的在于提供一种载波相位整周模糊度固定方法。
本申请的第二目的在于提供一种载波相位整周模糊度固定系统。
本申请的第三目的在于提供一种载波相位整周模糊度固定系统。
本申请的第四目的在于提供一种可读存储介质。
为实现本申请的第一目的，本申请第一方面的技术方案提供了一种载波相位整周模糊度固定方法，包括：获取时频资源，时频资源包括5G时频资源；对时频资源进行多频段选取，得到定位资源；对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
根据本申请提供的载波相位整周模糊度固定方法，首先获取5G时频资源，对5G时频资源进行多频段选取用作定位资源。再对选取定位信号的载波相位进行双重差分，首先进行单差消除基站钟差对定位精度的影响，其次消除终端的钟差对定位性能的影响，得到双差载波相位测量方程。然后根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程，并通过宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。通过频段划分选取用于定位的频带资源，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，解决了双频信号接收时的5G载波相位定位难题，提高了5G信号的定位性能。
另外，本申请提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
上述技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，具体包括：根据定位资源建立用户接收机对第一基站的第一载波相位测量方程；根据定位资源建立基准站接收机对第一基站的第二载波相位测量方程；根据第一载波相位测量方程和第二载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的第一单差载波相位测量方程。
在该技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，具体为首先根据定位资源建立用户接收机对第一基站的第一载波相位测量方程。然后根据定位资源建立基准站接收机对第一基站的第二载波相位测量方程。最后根据第一载波相位测量方程和第二载波相位测量方程之差，得出用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的第一单差载波相位测量方程。第一载波相位测量方程能够得出以波长为单位的用户接收机对第一基站的载波相位测量值。第二载波相位测量方程能够得出以波长为单位的基准站接收机对第一基站的载波相位测量值。第一单差载波相位测量方程能够得到用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的单差载波相位测量值。
上述技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括：根据所述定位资源建立用户接收机对第二基站的第三载波相位测量方程；根据所述定位资源建立基准站接收机对第二基站的第四载波相位测量方程；根据第三载波相位测量方程和第四载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的第二单差载波相位测量方程。
在该技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括根据所述定位资源建立用户接收机对第二基站的第三载波相位测量方程。根据所述定位资源建立基准站接收机对第二基站的第四载波相位测量方程。根据第三载波相位测量方程和第四载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的第二单差载波相位测量方程。第三载波相位测量方程能够得出以波长为单位的用户接收机对第二基站的载波相位测量值。第四载波相位测量方程能够得出以波长为单位的基准站接收机对第二基站的载波相位测量值。第二单差载波相位测量方程能够得到用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的单差载波相位测量值。
上述技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括：根据第一单差载波相位测量方程和第二单差载波相位测量方程，得出双差载波相位测量方程。
在该技术方案中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括根据第一单差载波相位测量方程和第二单差载波相位测量方程，得出双差载波相位测量方程。可以理解，在同一测量时刻的第一基站的单差载波相位测量值、第二基站的单差载波相位测量值能够组成的双差载波相位测量值。
上述技术方案中，第一载波相位测量方程为：
Figure 838275DEST_PATH_IMAGE001
；
第二载波相位测量方程为：
Figure 728870DEST_PATH_IMAGE002
；
第一单差载波相位测量方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
第三载波相位测量方程为：
Figure 338974DEST_PATH_IMAGE004
；
第四载波相位测量方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
第二单差载波相位测量方程为：
Figure 744548DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，f为载波频率、
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为载波波长，
Figure 498134DEST_PATH_IMAGE008
为用户接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为第一基站到用户接收机的实际距离，
Figure 508815DEST_PATH_IMAGE010
为用户接收机的钟差，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为第一基站的钟差，
Figure 539088DEST_PATH_IMAGE012
为第一基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 182690DEST_PATH_IMAGE014
为基准站接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第一基站到基准站接收机的实际距离，
Figure 222190DEST_PATH_IMAGE016
为基准站接收机的钟差，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为第一基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 87378DEST_PATH_IMAGE018
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为第一单差载波相位测量值，
Figure 272241DEST_PATH_IMAGE020
为用户接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为第二基站到用户接收机的实际距离，
Figure 183565DEST_PATH_IMAGE022
为第二基站的钟差，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为第二基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure 246330DEST_PATH_IMAGE024
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为基准站接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure 28341DEST_PATH_IMAGE026
为第二基站到基准站接收机的实际距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为第二基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 338100DEST_PATH_IMAGE028
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为第二单差载波相位测量值。
在该技术方案中，通过进行单差能够消除基站钟差对定位精度的影响，其次消除终端的钟差对定位性能的影响。可以理解，在上述载波相位观测方程式中，等号右边除了包含着接收机位置信息的几何距离是所希望求解的参量之外，其余各项误差参量实际上不是需要解出的。如果这些误差参量能通过某种手段而被消除掉，那么它们的值就不必被求解出来。
上述技术方案中，双差载波相位测量方程为：
Figure 977198DEST_PATH_IMAGE030
；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 92922DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，
Figure 480172DEST_PATH_IMAGE007
为波长，
Figure 960832DEST_PATH_IMAGE034
为双差载波相位测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
为第一单差载波相位测量值，
Figure 581169DEST_PATH_IMAGE036
为第二单差载波相位测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
双差载波相位实际值，
Figure 484272DEST_PATH_IMAGE038
为双差整周模糊度，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为双差观测误差。
在该技术方案中，在同一测量时刻的第一基站的单差载波相位测量值、第二基站的单差载波相位测量值能够组成的双差载波相位测量值。
上述技术方案中，宽巷组合观测方程为：
Figure 506455DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure 971065DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure DEST_PATH_IMAGE043
；
Figure 813119DEST_PATH_IMAGE044
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为经过双差处理后的
Figure 788422DEST_PATH_IMAGE046
频段的载波相位双差观测值，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为经过双差处理后的
Figure 399532DEST_PATH_IMAGE048
频段的载波相位双差观测值，r为双差处理后的载波相位双差实际值，T为钟差的双差组合值，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
为观测噪声的双差组合值，
Figure 487574DEST_PATH_IMAGE046
为第1个频率，
Figure 302077DEST_PATH_IMAGE048
为第二个频率，
Figure 500977DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 232173DEST_PATH_IMAGE046
对应的波长，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
为
Figure 491116DEST_PATH_IMAGE048
对应的波长，
Figure 291450DEST_PATH_IMAGE052
为宽巷组合频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
为宽巷组合波长，
Figure 356358DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 879744DEST_PATH_IMAGE046
对应的整周模糊度，
Figure DEST_PATH_IMAGE055
为
Figure 122637DEST_PATH_IMAGE048
对应的整周模糊度，
Figure 98683DEST_PATH_IMAGE056
为宽巷组合的整周模糊度，
Figure DEST_PATH_IMAGE057
为双差宽巷测量值，c为光速。
在该技术方案中，双频双差载波相位测量值
Figure 436124DEST_PATH_IMAGE058
和
Figure 659688DEST_PATH_IMAGE047
组成双差宽巷测量值
Figure 994855DEST_PATH_IMAGE057
。在相同的测量噪声量的条件下，若组合测量值的载波波长越长，则对其载波相位整周模糊度的求解越有利。宽巷组合由于其长波长可更加简单的求解出整周模糊度N。
上述技术方案中，窄巷组合观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
；
Figure 786093DEST_PATH_IMAGE060
；
Figure DEST_PATH_IMAGE061
；
Figure 412378DEST_PATH_IMAGE062
；
Figure DEST_PATH_IMAGE063
；
其中，
Figure 238251DEST_PATH_IMAGE045
为经过双差处理后的
Figure 744319DEST_PATH_IMAGE046
频段的载波相位双差观测值，
Figure 960537DEST_PATH_IMAGE047
为经过双差处理后的
Figure 889047DEST_PATH_IMAGE048
频段的载波相位双差观测值，r为双差处理后的载波相位双差实际值，T为钟差的双差组合值，
Figure 241531DEST_PATH_IMAGE049
为观测噪声的双差组合值，
Figure 511975DEST_PATH_IMAGE046
为第1个频率，
Figure 949910DEST_PATH_IMAGE048
为第二个频率，
Figure 183576DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 656146DEST_PATH_IMAGE046
对应的波长，
Figure 504016DEST_PATH_IMAGE051
为
Figure 225985DEST_PATH_IMAGE048
对应的波长，
Figure 450293DEST_PATH_IMAGE064
为窄巷组合频率，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
为窄巷组合波长，
Figure 357462DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 704130DEST_PATH_IMAGE046
对应的整周模糊度，
Figure 116657DEST_PATH_IMAGE055
为
Figure 879076DEST_PATH_IMAGE048
对应的整周模糊度，
Figure 608129DEST_PATH_IMAGE066
为窄巷组合的整周模糊度，
Figure DEST_PATH_IMAGE067
为双差窄巷测量值，c为光速。
在该技术方案中，双频双差载波相位测量值
Figure 391277DEST_PATH_IMAGE058
和
Figure 291100DEST_PATH_IMAGE047
组成双差窄巷测量值
Figure 857211DEST_PATH_IMAGE067
，宽巷组合由于其长波长可更加简单的求解出整周模糊度N，但是会带来更大的误差，因此，采用窄巷组合可以使定位误差σ缩小。
上述技术方案中，定位资源包括两端连续的时频资源块。
在该技术方案中，选取可用频率的两端连续的时频资源块配置定位资源，用于对载波相位的精准测量。
为实现本申请的第二目的，本申请第二方面的技术方案提供了一种载波相位整周模糊度固定系统，包括：获取模块，用于获取5G时频资源，时频资源包括5G时频资源；定位资源选取模块，用于对5G时频资源进行多频段选取，得到定位资源；双重差分模块，用于对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；宽窄巷模块，用于根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；模糊度计算模块，用于根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
根据本申请提供的载波相位整周模糊度固定系统，包括获取模块、定位资源选取模块、双重差分模块、宽窄巷模块和模糊度计算模块。其中，获取模块用于获取数据度量指标和用户查询数据，其中，获取模块用于获取5G时频资源，时频资源包括5G时频资源。定位资源选取模块用于对5G时频资源进行多频段选取，得到定位资源。双重差分模块用于对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程。宽窄巷模块用于根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程。模糊度计算模块用于根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。通过频段划分选取用于定位的频带资源，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，解决了双频信号接收时的5G载波相位定位难题，提高了5G信号的定位性能。
为实现本申请的第三目的，本申请第三方面的技术方案提供了一种载波相位整周模糊度固定系统，包括：存储器和处理器，其中，存储器上存储有可在处理器上运行的程序或指令，处理器执行程序或指令时实现第一方面技术方案中任一项的载波相位整周模糊度固定方法，故而具有上述第一方面任一技术方案的技术效果，在此不再赘述。
为实现本申请的第四目的，本申请第四方面的技术方案提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现第一方面技术方案中任一项的载波相位整周模糊度固定方法的步骤，故而具有上述第一方面任一技术方案的技术效果，在此不再赘述。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的步骤流程示意图；
图2为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的步骤流程示意图；
图3为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的步骤流程示意图；
图4为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的步骤流程示意图；
图5为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定系统的结构示意框图；
图6为本申请另一个实施例的载波相位整周模糊度固定系统的结构示意框图；
图7为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的步骤流程示意图；
图8为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的多频选取示意图；
图9为本申请一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法的双重差分示意图。
其中，图5和图6中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10：载波相位整周模糊度固定系统；110：获取模块；120：样本设置模块；130：模型训练模块；140：预测模块；150：缓存模块；20：载波相位整周模糊度固定系统；300：存储器；400：处理器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图9描述本申请一些实施例的载波相位整周模糊度固定方法及系统、可读存储介质。
如图1所示，本申请第一方面的实施例提供了一种载波相位整周模糊度固定方法，包括以下步骤：
步骤S102：获取时频资源，时频资源包括5G时频资源；
步骤S104：对时频资源进行多频段选取，得到定位资源；
步骤S106：对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；
步骤S108：根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；
步骤S110：根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
根据本实施例提供的载波相位整周模糊度固定方法，首先获取5G时频资源，对5G时频资源进行多频段选取用作定位资源。再对选取定位信号的载波相位进行双重差分，首先进行单差消除基站钟差对定位精度的影响，其次消除终端的钟差对定位性能的影响，得到双差载波相位测量方程。然后根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程，并通过宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。通过频段划分选取用于定位的频带资源，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，解决了双频信号接收时的5G载波相位定位难题，提高了5G信号的定位性能。
其中，定位资源包括两端连续的时频资源块。选取可用频率的两端连续的时频资源块配置定位资源，用于对载波相位的精准测量。
如图2所示，根据本申请提出的一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，具体包括以下步骤：
步骤S202：根据定位资源建立用户接收机对第一基站的第一载波相位测量方程；
步骤S204：根据定位资源建立基准站接收机对第一基站的第二载波相位测量方程；
步骤S206：根据第一载波相位测量方程和第二载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的第一单差载波相位测量方程。
在该实施例中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，具体为首先根据定位资源建立用户接收机对第一基站的第一载波相位测量方程。然后根据定位资源建立基准站接收机对第一基站的第二载波相位测量方程。最后根据第一载波相位测量方程和第二载波相位测量方程之差，得出用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的第一单差载波相位测量方程。第一载波相位测量方程能够得出以波长为单位的用户接收机对第一基站的载波相位测量值。第二载波相位测量方程能够得出以波长为单位的基准站接收机对第一基站的载波相位测量值。第一单差载波相位测量方程能够得到用户接收机与基准站接收机之间对第一基站的单差载波相位测量值。
如图3所示，根据本申请提出的一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括以下步骤：
步骤S302：根据所述定位资源建立用户接收机对第二基站的第三载波相位测量方程；
步骤S304：根据所述定位资源建立基准站接收机对第二基站的第四载波相位测量方程；
步骤S306：根据第三载波相位测量方程和第四载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的第二单差载波相位测量方程。
在该实施例中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括根据所述定位资源建立用户接收机对第二基站的第三载波相位测量方程。根据所述定位资源建立基准站接收机对第二基站的第四载波相位测量方程。根据第三载波相位测量方程和第四载波相位测量方程，得出用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的第二单差载波相位测量方程。第三载波相位测量方程能够得出以波长为单位的用户接收机对第二基站的载波相位测量值。第四载波相位测量方程能够得出以波长为单位的基准站接收机对第二基站的载波相位测量值。第二单差载波相位测量方程能够得到用户接收机与基准站接收机之间对第二基站的单差载波相位测量值。
如图4所示，根据本申请提出的一个实施例的载波相位整周模糊度固定方法，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括以下步骤：
步骤S402：根据第一单差载波相位测量方程和第二单差载波相位测量方程，得出双差载波相位测量方程。
在该实施例中，对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括根据第一单差载波相位测量方程和第二单差载波相位测量方程，得出双差载波相位测量方程。可以理解，在同一测量时刻的第一基站的单差载波相位测量值、第二基站的单差载波相位测量值能够组成的双差载波相位测量值。
在上述实施例中，第一载波相位测量方程为：
Figure 939305DEST_PATH_IMAGE001
；
第二载波相位测量方程为：
Figure 565458DEST_PATH_IMAGE002
；
第一单差载波相位测量方程为：
Figure 280474DEST_PATH_IMAGE003
；
第三载波相位测量方程为：
Figure 384696DEST_PATH_IMAGE004
；
第四载波相位测量方程为：
Figure 540871DEST_PATH_IMAGE005
；
第二单差载波相位测量方程为：
Figure 150975DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，f为载波频率、
Figure 759811DEST_PATH_IMAGE007
为载波波长，
Figure 730041DEST_PATH_IMAGE008
为用户接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure 740722DEST_PATH_IMAGE009
为第一基站到用户接收机的实际距离，
Figure 300490DEST_PATH_IMAGE010
为用户接收机的钟差，
Figure 396622DEST_PATH_IMAGE011
为第一基站的钟差，
Figure 904964DEST_PATH_IMAGE012
为第一基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure 35731DEST_PATH_IMAGE013
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 174588DEST_PATH_IMAGE014
为基准站接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure 305486DEST_PATH_IMAGE015
为第一基站到基准站接收机的实际距离，
Figure 555202DEST_PATH_IMAGE016
为基准站接收机的钟差，
Figure 868372DEST_PATH_IMAGE017
为第一基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 178130DEST_PATH_IMAGE018
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 294860DEST_PATH_IMAGE019
为第一单差载波相位测量值，
Figure 348266DEST_PATH_IMAGE020
为用户接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure 515943DEST_PATH_IMAGE021
为第二基站到用户接收机的实际距离，
Figure 996602DEST_PATH_IMAGE022
为第二基站的钟差，
Figure 289043DEST_PATH_IMAGE023
为第二基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure 959190DEST_PATH_IMAGE024
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 653477DEST_PATH_IMAGE025
为基准站接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure 101776DEST_PATH_IMAGE026
为第二基站到基准站接收机的实际距离，
Figure 147092DEST_PATH_IMAGE027
为第二基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 542301DEST_PATH_IMAGE028
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 671188DEST_PATH_IMAGE029
为第二单差载波相位测量值。
进一步地，双差载波相位测量方程为：
Figure 759230DEST_PATH_IMAGE030
；
Figure 88580DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 21901DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure 690779DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，
Figure 497193DEST_PATH_IMAGE007
为波长，
Figure 985943DEST_PATH_IMAGE034
为双差载波相位测量值，
Figure 316430DEST_PATH_IMAGE035
为第一单差载波相位测量值，
Figure 839815DEST_PATH_IMAGE036
为第二单差载波相位测量值，
Figure 4080DEST_PATH_IMAGE037
双差载波相位实际值，
Figure 291711DEST_PATH_IMAGE038
为双差整周模糊度，
Figure 832414DEST_PATH_IMAGE039
为双差观测误差。
在上述实施例中，宽巷组合观测方程为：
Figure 538202DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 138947DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure 602289DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 759732DEST_PATH_IMAGE043
；
Figure 257710DEST_PATH_IMAGE044
；
窄巷组合观测方程为：
Figure 560515DEST_PATH_IMAGE059
；
Figure 776733DEST_PATH_IMAGE060
；
Figure 659238DEST_PATH_IMAGE061
；
Figure 591816DEST_PATH_IMAGE062
；
Figure 268785DEST_PATH_IMAGE063
；
其中，
Figure 769036DEST_PATH_IMAGE045
为经过双差处理后的
Figure 455232DEST_PATH_IMAGE046
频段的载波相位双差观测值，
Figure 662223DEST_PATH_IMAGE047
为经过双差处理后的
Figure 323142DEST_PATH_IMAGE048
频段的载波相位双差观测值，r为双差处理后的载波相位双差实际值，T为钟差的双差组合值，
Figure 248373DEST_PATH_IMAGE049
为观测噪声的双差组合值，
Figure 800577DEST_PATH_IMAGE046
为第1个频率，
Figure 127653DEST_PATH_IMAGE048
为第二个频率，
Figure 412004DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 604957DEST_PATH_IMAGE046
对应的波长，
Figure 632956DEST_PATH_IMAGE051
为
Figure 142435DEST_PATH_IMAGE048
对应的波长，
Figure 597687DEST_PATH_IMAGE064
为窄巷组合频率，
Figure 497510DEST_PATH_IMAGE065
为窄巷组合波长，
Figure 876669DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 912759DEST_PATH_IMAGE046
对应的整周模糊度，
Figure 538912DEST_PATH_IMAGE055
为
Figure 660452DEST_PATH_IMAGE048
对应的整周模糊度，
Figure 30253DEST_PATH_IMAGE066
为窄巷组合的整周模糊度，
Figure 983166DEST_PATH_IMAGE067
为双差窄巷测量值，c为光速。双频双差载波相位测量值
Figure 780220DEST_PATH_IMAGE058
和
Figure 969150DEST_PATH_IMAGE047
组成双差窄巷测量值
Figure 939380DEST_PATH_IMAGE067
，宽巷组合由于其长波长可更加简单的求解出整周模糊度N，但是会带来更大的误差，因此，采用窄巷组合可以使定位误差σ缩小。
如图5所示，本申请第二方面的实施例提供了一种载波相位整周模糊度固定系统10，包括：获取模块110，用于获取5G时频资源，时频资源包括5G时频资源；定位资源选取模块120，用于对5G时频资源进行多频段选取，得到定位资源；双重差分模块130，用于对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；宽窄巷模块140，用于根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；模糊度计算模块150，用于根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
根据本实施例提供的载波相位整周模糊度固定系统10，包括获取模块110、定位资源选取模块120、双重差分模块130、宽窄巷模块140和模糊度计算模块150。其中，获取模块用于获取数据度量指标和用户查询数据，其中，获取模块110用于获取5G时频资源，时频资源包括5G时频资源。定位资源选取模块120用于对5G时频资源进行多频段选取，得到定位资源。双重差分模块130用于对定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程。宽窄巷模块140用于根据双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程。模糊度计算模块150用于根据宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。通过频段划分选取用于定位的频带资源，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，解决了双频信号接收时的5G载波相位定位难题，提高了5G信号的定位性能。
如图6所示，本申请第三方面的实施例提供了一种载波相位整周模糊度固定系统20，包括：存储器300和处理器400，其中，存储器300上存储有可在处理器400上运行的程序或指令，处理器400执行程序或指令时实现第一方面的实施例中任一项的载波相位整周模糊度固定方法的步骤，故而具有上述第一方面任一实施例的技术效果，在此不再赘述。
本申请第四方面的实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现第一方面的实施例中任一项的载波相位整周模糊度固定方法的步骤，故而具有上述第一方面任一实施例的技术效果，在此不再赘述。
如图7、图8和图9所示，根据本申请提供的一个具体实施例的载波相位整周模糊度固定方法，首先对5G的时频资源进行多频段选取用作定位资源，再对选取定位信号的载波相位进行双重差分，最后通过载波相位的多频段线性组合测量值求解整周模糊度。
如图8所示，具体地，5G因其大带宽和灵活资源配置，使得其定位精度取得了显著的提升。在3GPP的R16版本中，定义了新的5G定位参考信号，5G定位信号可通过灵活的参数配置实现更好的适应性和更高的定位性能。本实施例选取可用频率的两端连续的时频资源块配置定位资源，用于对载波相位的精准测量。
如图9所示，两个相距不远的用户接收机u和基准站接收机r同时跟踪编号为i和j的基站，首先进行单差消除基站钟差对定位精度的影响，其次消除终端的钟差对定位性能的影响。
以波长为单位的接收机u和r对卫星i的载波相位测量值
Figure 950061DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure 465487DEST_PATH_IMAGE068
可表达为：
Figure DEST_PATH_IMAGE069
其中，f为载波频率、
Figure 561619DEST_PATH_IMAGE007
为波长与c为光速。在上述载波相位观测方程式中，等号右边除了包含着接收机位置信息的几何距离是我们所希望求解的参量之外，其余各项误差参量实际上不是我们所真正关心的。如果这些误差参量能通过某种手段而被消除掉，那么它们的值就不必被求解出来，这也是差分组合技术的精髓所在。
我们将用户接收机u与基准站接收机r之间对基站i的单差载波相位测量值
Figure 601119DEST_PATH_IMAGE035
，定义为它们两者的载波相位测量值之差，即
Figure 731886DEST_PATH_IMAGE070
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE071
同理，用户接收机u与基准站接收机r之间对基站j的单差载波相位测量值
Figure 916749DEST_PATH_IMAGE036
为：
Figure 562494DEST_PATH_IMAGE072
在同一测量时刻的单差
Figure 77789DEST_PATH_IMAGE035
和
Figure 63062DEST_PATH_IMAGE036
组成的双差载波相位测量值
Figure DEST_PATH_IMAGE073
为：
Figure 185870DEST_PATH_IMAGE074
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE075
在相同的测量噪声量的条件下，若组合测量值的载波波长越长，则对其载波相位整周模糊度的求解越有利。
将由上述所得的双频双差载波相位测量值
Figure 787753DEST_PATH_IMAGE058
和
Figure 409534DEST_PATH_IMAGE047
所组成的双差宽巷测量值
Figure 249314DEST_PATH_IMAGE057
和双差窄巷测量值
Figure 792291DEST_PATH_IMAGE067
，分别定义为：
Figure 350311DEST_PATH_IMAGE076
其中，宽巷组合的观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE077
其中，
Figure 489300DEST_PATH_IMAGE078
窄巷组合的观测方程为：
Figure DEST_PATH_IMAGE079
其中
Figure 777062DEST_PATH_IMAGE080
宽巷组合由于其长波长可更加简单的求解出整周模糊度N，但是会带来更大的误差，因此，采用窄巷组合可以使定位误差σ缩小。
综上，本申请实施例的有益效果为：解决了复杂环境下5G基站的双频载波相位定位方法，通过宽窄巷组合的方法更精确地解出整周模糊度以及定位精度，提高了5G信号的定位性能。
在本申请中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或模块必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，包括：
获取时频资源，所述时频资源包括5G时频资源；
对所述时频资源进行多频段选取，得到定位资源；
对所述定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；
根据所述双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；
根据所述宽巷组合观测方程和所述窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
2.根据权利要求1所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述对所述定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，具体包括：
根据所述定位资源建立用户接收机对第一基站的第一载波相位测量方程；
根据所述定位资源建立基准站接收机对所述第一基站的第二载波相位测量方程；
根据所述第一载波相位测量方程和所述第二载波相位测量方程，得出所述用户接收机与所述基准站接收机之间对所述第一基站的第一单差载波相位测量方程。
3.根据权利要求2所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述对所述定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括：
根据所述定位资源建立所述用户接收机对第二基站的第三载波相位测量方程；
根据所述定位资源建立所述基准站接收机对所述第二基站的第四载波相位测量方程；
根据所述第三载波相位测量方程和所述第四载波相位测量方程，得出所述用户接收机与所述基准站接收机之间对所述第二基站的第二单差载波相位测量方程。
4.根据权利要求3所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述对所述定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程，还包括：
根据所述第一单差载波相位测量方程和所述第二单差载波相位测量方程，得出双差载波相位测量方程。
5.根据权利要求4所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述第一载波相位测量方程为：
Figure 886476DEST_PATH_IMAGE001
；
所述第二载波相位测量方程为：
Figure 446770DEST_PATH_IMAGE002
；
所述第一单差载波相位测量方程为：
Figure 218417DEST_PATH_IMAGE003
；
所述第三载波相位测量方程为：
Figure 169056DEST_PATH_IMAGE004
；
所述第四载波相位测量方程为：
Figure 97566DEST_PATH_IMAGE005
；
所述第二单差载波相位测量方程为：
Figure 450050DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，f为载波频率、
Figure 392598DEST_PATH_IMAGE007
为载波波长，
Figure 158429DEST_PATH_IMAGE008
为用户接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure 844625DEST_PATH_IMAGE009
为第一基站到用户接收机的实际距离，
Figure 864665DEST_PATH_IMAGE010
为用户接收机的钟差，
Figure 978114DEST_PATH_IMAGE011
为第一基站的钟差，
Figure 903345DEST_PATH_IMAGE012
为第一基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure 924391DEST_PATH_IMAGE013
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 251467DEST_PATH_IMAGE014
为基准站接收机对第一基站的载波相位测量值，
Figure 862051DEST_PATH_IMAGE015
为第一基站到基准站接收机的实际距离，
Figure 274577DEST_PATH_IMAGE016
为基准站接收机的钟差，
Figure 302576DEST_PATH_IMAGE017
为第一基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 546476DEST_PATH_IMAGE018
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 1728DEST_PATH_IMAGE019
为第一单差载波相位测量值，
Figure 635972DEST_PATH_IMAGE020
为用户接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure 749552DEST_PATH_IMAGE021
为第二基站到用户接收机的实际距离，
Figure 51221DEST_PATH_IMAGE022
为第二基站的钟差，
Figure 677374DEST_PATH_IMAGE023
为第二基站到用户接收机的整周模糊度，
Figure 126810DEST_PATH_IMAGE024
为基站与用户端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 496611DEST_PATH_IMAGE025
为基准站接收机对第二基站的载波相位测量值，
Figure 698791DEST_PATH_IMAGE026
为第二基站到基准站接收机的实际距离，
Figure 495846DEST_PATH_IMAGE027
为第二基站到基准站接收机的整周模糊度，
Figure 104682DEST_PATH_IMAGE028
为基站与基准站端的多路径和接收机噪声所引起的测量误差，
Figure 340491DEST_PATH_IMAGE029
为第二单差载波相位测量值。
6.根据权利要求5所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述双差载波相位测量方程为：
Figure 351173DEST_PATH_IMAGE030
；
Figure 319129DEST_PATH_IMAGE031
；
Figure 228310DEST_PATH_IMAGE032
；
Figure 939914DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，
Figure 601839DEST_PATH_IMAGE007
为波长，
Figure 740697DEST_PATH_IMAGE034
为双差载波相位测量值，
Figure 324125DEST_PATH_IMAGE035
为第一单差载波相位测量值，
Figure 419513DEST_PATH_IMAGE036
为第二单差载波相位测量值，
Figure 139208DEST_PATH_IMAGE037
双差载波相位实际值，
Figure 448966DEST_PATH_IMAGE038
为双差整周模糊度，
Figure 582007DEST_PATH_IMAGE039
为双差观测误差。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述宽巷组合观测方程为：
Figure 635414DEST_PATH_IMAGE040
；
Figure 475194DEST_PATH_IMAGE041
；
Figure 503324DEST_PATH_IMAGE042
；
Figure 61344DEST_PATH_IMAGE043
；
Figure 980759DEST_PATH_IMAGE044
；
其中，
Figure 675045DEST_PATH_IMAGE045
为经过双差处理后的
Figure 592186DEST_PATH_IMAGE046
频段的载波相位双差观测值，
Figure 417928DEST_PATH_IMAGE047
为经过双差处理后的
Figure 813137DEST_PATH_IMAGE048
频段的载波相位双差观测值，r为双差处理后的载波相位双差实际值，T为钟差的双差组合值，
Figure 627510DEST_PATH_IMAGE049
为观测噪声的双差组合值，
Figure 777868DEST_PATH_IMAGE046
为第1个频率，
Figure 44901DEST_PATH_IMAGE048
为第二个频率，
Figure 243802DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 725730DEST_PATH_IMAGE046
对应的波长，
Figure 719093DEST_PATH_IMAGE051
为
Figure 270160DEST_PATH_IMAGE048
对应的波长，
Figure 7172DEST_PATH_IMAGE052
为宽巷组合频率，
Figure 530558DEST_PATH_IMAGE053
为宽巷组合波长，
Figure 540495DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 782121DEST_PATH_IMAGE046
对应的整周模糊度，
Figure 57244DEST_PATH_IMAGE055
为
Figure 763032DEST_PATH_IMAGE048
对应的整周模糊度，
Figure 98199DEST_PATH_IMAGE056
为宽巷组合的整周模糊度，
Figure 374590DEST_PATH_IMAGE057
为双差宽巷测量值，c为光速。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述窄巷组合观测方程为：
Figure 453405DEST_PATH_IMAGE058
；
Figure 951382DEST_PATH_IMAGE059
；
Figure 50925DEST_PATH_IMAGE060
；
Figure 1564DEST_PATH_IMAGE061
；
Figure 930074DEST_PATH_IMAGE062
；
其中，
Figure 282558DEST_PATH_IMAGE045
为经过双差处理后的
Figure 225106DEST_PATH_IMAGE046
频段的载波相位双差观测值，
Figure 990937DEST_PATH_IMAGE047
为经过双差处理后的
Figure 411554DEST_PATH_IMAGE048
频段的载波相位双差观测值，r为双差处理后的载波相位双差实际值，T为钟差的双差组合值，
Figure 884124DEST_PATH_IMAGE049
为观测噪声的双差组合值，
Figure 810623DEST_PATH_IMAGE046
为第1个频率，
Figure 735853DEST_PATH_IMAGE048
为第二个频率，
Figure 756899DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 818396DEST_PATH_IMAGE046
对应的波长，
Figure 102747DEST_PATH_IMAGE051
为
Figure 95367DEST_PATH_IMAGE048
对应的波长，
Figure 123366DEST_PATH_IMAGE063
为窄巷组合频率，
Figure 367265DEST_PATH_IMAGE064
为窄巷组合波长，
Figure 556938DEST_PATH_IMAGE054
为
Figure 456761DEST_PATH_IMAGE046
对应的整周模糊度，
Figure 570342DEST_PATH_IMAGE055
为
Figure 872010DEST_PATH_IMAGE048
对应的整周模糊度，
Figure 560480DEST_PATH_IMAGE065
为窄巷组合的整周模糊度，
Figure 947599DEST_PATH_IMAGE066
为双差窄巷测量值，c为光速。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的载波相位整周模糊度固定方法，其特征在于，所述定位资源包括两端连续的时频资源块。
10.一种载波相位整周模糊度固定系统，其特征在于，包括：
获取模块（110），用于获取5G时频资源，所述时频资源包括5G时频资源；
定位资源选取模块（120），用于对所述5G时频资源进行多频段选取，得到定位资源；
双重差分模块（130），用于对所述定位资源的载波相位进行双重差分，得到双差载波相位测量方程；
宽窄巷模块（140），用于根据所述双差载波相位测量方程得到宽巷组合观测方程和窄巷组合观测方程；
模糊度计算模块（150），用于根据所述宽巷组合观测方程和所述窄巷组合观测方程计算出整周模糊度。
11.一种载波相位整周模糊度固定系统，其特征在于，包括：
存储器（300）和处理器（400），其中，所述存储器（300）上存储有可在所述处理器（400）上运行的程序或指令，所述处理器（400）执行所述程序或所述指令时实现如权利要求1至9中任一项所述的载波相位整周模糊度固定方法的步骤。
12.一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的载波相位整周模糊度固定方法的步骤。
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