技術(shù)特征：

1.一種基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：

S1、調(diào)控室內(nèi)偽衛(wèi)星，將可見GPS衛(wèi)星的PRN號調(diào)控至所述偽衛(wèi)星；

S2、對調(diào)控后的偽衛(wèi)星進(jìn)行配置，生成并發(fā)送偽衛(wèi)星信號；其中，設(shè)定每顆偽衛(wèi)星模擬GPS接收機參考位置均為待定位室內(nèi)區(qū)域中心點；

S3、接收所述偽衛(wèi)星信號，并對其進(jìn)行分析處理，得到GPS接收機的映射點相對坐標(biāo)并建立虛擬網(wǎng)格映射表；

S4、將所述映射點相對坐標(biāo)輸入到虛擬網(wǎng)格映射表中，進(jìn)行檢索判決，得到當(dāng)前用戶坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S1的具體步驟為：

S11、根據(jù)存儲在管理中心本地的GPS衛(wèi)星歷書信息中存儲的GPS衛(wèi)星開普勒參數(shù)，解算所有GPS衛(wèi)星在WGS-84坐標(biāo)系下坐標(biāo)(x_s,y_s,z_s)；其中，每半年更新一次歷書信息；

S12、通過待定位區(qū)域中心點位置坐標(biāo)對GPS衛(wèi)星進(jìn)行評估，得到該區(qū)域可見GPS衛(wèi)星；其評估準(zhǔn)則為：若俯仰角大于5°，則為可見GPS衛(wèi)星；

S13、依據(jù)所述可見GPS衛(wèi)星，選擇GDOP良好的衛(wèi)星號組合，并將其PRN號調(diào)控到各個偽衛(wèi)星。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S11的具體步驟為：

S111、對輸入的本地觀測時間信息t_in做歸一化處理：

t_k＝t_in-t_oe；

其中，t_oe為歷書參考時間，t_k為歸一化后時間；

S112、解算GPS衛(wèi)星運行的平均角速度：

$n_0=\sqrt{G/a^3};$

其中，n₀代表各GPS衛(wèi)星運行的平均角速度，G是地心引力常數(shù)，a是橢圓長半軸；

S113、根據(jù)所述歸一化后時間t_k和GPS衛(wèi)星平均角速度n₀，計算GPS衛(wèi)星在當(dāng)前時刻的平近點角M_k：

M_k＝n₀×t_k+M₀；

其中，M₀為GPS衛(wèi)星在參考時間t_oe時，GPS衛(wèi)星的平近點角，可由歷書提供；

S114、解算GPS衛(wèi)星在t_k時刻的偏近點角E_k：

E_k＝M_k+e sin E_k；

其中，e為衛(wèi)星軌道離心率；

S115、根據(jù)所述GPS衛(wèi)星在t_k時刻的偏近點角E_k，解算GPS衛(wèi)星在t_k時刻的真近點角f_k，所述真近點角f_k的解算公式為：

$f_k={\cos }^{-1}\left(\frac{\cos E_k-e}{1-e\cos E_k}\right)\×sign\left(\frac{\sqrt{1-e^2}\sin E_k}{1-e\cos E_k}\right);$

S116、依據(jù)所述真近點角f_k，解算升交點角距：

φ_k＝f_k+ω；

其中，ω為GPS衛(wèi)星的近地點弧角；

S117、管理中心根據(jù)由歷書提供的參考時刻的升交點赤經(jīng)參數(shù)Ω_e和升交赤經(jīng)變化率Ω’，計算GPS衛(wèi)星在t_k時刻的升交點赤經(jīng)：

Ω_k＝Ω_e+Ω'×t_k-ω_e×t_in；

其中，ω_e為地球自轉(zhuǎn)角速度，為固定值ω_e＝7.2921151467×10^-5rad/s；

S118、通過管理中心解算衛(wèi)星矢徑長度：

r_k＝a_s(1-e_scos E_k)，

其中，參量a_s是GPS衛(wèi)星運動長半徑；

S119、解算各GPS衛(wèi)星坐標(biāo)；其中，(r_k,φ_k)即為GPS衛(wèi)星的極坐標(biāo)，將其轉(zhuǎn)化到軌道平面直角坐標(biāo)系后為：

x_k＝r_kcosΦ_k

y_k＝r_ksinΦ_k；

此時，在WGS-84坐標(biāo)下各GPS衛(wèi)星坐標(biāo)為：

$\left[\begin{array}{c}{x}_s\\ y_s\\ z_s\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_k{\mathrm{cos\Ω}}_k-y_k\cos i_k\×{\mathrm{sin\Ω}}_k\\ x_k{\mathrm{sin\Ω}}_k+y_k\cos i_k\×{\mathrm{cos\Ω}}_k\\ y_k\sin i_k\end{array}\right].$

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S2的具體步驟為：

S21、設(shè)定每顆偽衛(wèi)星模擬的接收機參考位置均為待定位室內(nèi)區(qū)域中心點C(x₀,y₀,z₀)，根據(jù)所述GPS衛(wèi)星在WGS-84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，計算出時延參數(shù)Δt；

S22、將所述時延參數(shù)Δt轉(zhuǎn)換為碼相位參數(shù)；

S23、計算每顆偽衛(wèi)星的瞬時速度，并根據(jù)所述瞬時速度計算其多普勒頻移；

S24、對所述時延參數(shù)和多普勒頻移進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到載波、C/A碼和導(dǎo)航電文的頻率控制字以及NCO相位；

S25、根據(jù)所述載波、C/A碼和導(dǎo)航電文的頻率控制字以及NCO相位，對偽衛(wèi)星進(jìn)行處理，生成對應(yīng)偽衛(wèi)星信號，并通過射頻端發(fā)送。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于：所述時延參數(shù)Δt的計算公式為：

$\mathrm{\Δ}t=\frac{\sqrt{{\left(x_s-x_0\right)}^2+{\left(y_s-y_0\right)}^2+{\left(z_s-z_0\right)}^2}}{c};$

其中，c為光速，取值為國際公認(rèn)值c＝299792458m/s；

所述瞬時速度的計算公式為：

$v_k=\left[\begin{array}{c}{v}_{xk}\\ v_{yk}\\ v_{zk}\end{array}\right]=\frac{-\sqrt{G}\sin E_k}{\sqrt{a}\left(1-\cos E_k\right)}\left[\begin{array}{c}{P}_{xk}\\ P_{yk}\\ P_{zk}\end{array}\right]+\frac{-\sqrt{G\left(1-e^2\right)}\cos E_k}{\sqrt{a}\left(1-\cos E_k\right)}\left[\begin{array}{c}{Q}_{xk}\\ Q_{yk}\\ Q_{zk}\end{array}\right];$

其中，

$P_k=\left[\begin{array}{c}{P}_{xk}\\ P_{yk}\\ P_{zk}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{cos\ωcos\Ω}}_k-{\mathrm{sin\ωsin\Ω}}_k\cos i_k\\ {\mathrm{cos\ωsin\Ω}}_k+{\mathrm{sin\ωcos\Ω}}_k\cos i_k\\ \sin \mathrm{\ω}\sin i_k\end{array}\right]$

$Q_k=\left[\begin{array}{c}{Q}_{xk}\\ Q_{yk}\\ Q_{zk}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}-{\mathrm{cos\ωcos\Ω}}_k-{\mathrm{cos\ωsin\Ω}}_k\cos i_k\\ -{\mathrm{sin\ωsin\Ω}}_k+{\mathrm{cos\ωcos\Ω}}_k\cos i_k\\ \cos \mathrm{\ω}\sin i_k\end{array}\right];$

G＝3986004.418×108(m3/s2)，Pk為近地點方向的單位矢量，Qk為在軌道平面內(nèi)按衛(wèi)星運行方向而垂直于近地點方向的單位矢量，E_k為GPS衛(wèi)星的偏近點角，ω為GPS衛(wèi)星的近地點弧角，Ω_k為GPS衛(wèi)星的升交點赤經(jīng)，而i_k為GPS衛(wèi)星軌道傾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S3的具體步驟為：

S31、利用GPS接收機接收所述偽衛(wèi)星信號，根據(jù)NMEA0183協(xié)議輸出定位經(jīng)緯度，將其轉(zhuǎn)化為WGS-84坐標(biāo)系下坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)，并定義該坐標(biāo)為映射點f；

S32、對所述映射點f進(jìn)行分析判決，判定定位大區(qū)；

S33、根據(jù)所述定位大區(qū)，對映射點f進(jìn)行分析處理，得到映射點相對坐標(biāo)；

S34、將定位大區(qū)劃分為1m×1m的各定位小區(qū)，并建立每個定位小區(qū)與其映射點的一一映射關(guān)系，形成虛擬網(wǎng)格。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S33的具體步驟為：設(shè)定每個定位大區(qū)中心參考坐標(biāo)為(x_c,y_c,z_c)，將映射點f轉(zhuǎn)化為定位小區(qū)的相對坐標(biāo)，其轉(zhuǎn)換公式為：

$\left[\begin{array}{c}{x}_0^{,}\\ y_0^{,}\\ z_0^{,}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_0-x_c\\ y_0-y_c\\ z_0-z_c\end{array}\right];$

其中，(x'₀,y'₀,z'₀)即為GPS接收機在所述定位小區(qū)中的映射點相對坐標(biāo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S34的具體步驟為：

S341、解算當(dāng)前可見GPS衛(wèi)星在WGS-84坐標(biāo)系下坐標(biāo)(x_s,y_s,z_s)，設(shè)為集合S；

S342、設(shè)各個定位小區(qū)中心坐標(biāo)(x'_c,y'_c,z'_c)為集合P，地圖方提供的各偽衛(wèi)星坐標(biāo)(x_p,y_p,z_p)為集合P_se，根據(jù)絕對距離計算公式求出P_se中各點到S中各點距離d_{pse_p}，設(shè)為集合D；

S343、解算可見GPS衛(wèi)星坐標(biāo)S到偽衛(wèi)星P_se坐標(biāo)的距離d_{pse_s}：

$d_{pse\_s}=\sqrt{{(x_p-x_s)}^2+{(y_p-y_s)}^2+{(z_p-z_s)}^2};$

S344、解算所述集合P中各點在定位大區(qū)中理論映射點坐標(biāo)(X'₀,Y₀',Z'₀)：

$\sqrt{{({X_s}^{\left(k\right)}-X_0^{\′})}^2+{({Y_s}^{\left(k\right)}-Y_0^{\′})}^2+{({Z_s}^{\left(k\right)}-Z_0^{\′})}^2}+\mathrm{\δ}=d_{pse\_s}+d_{pse\_p};$

其中，k代表使用的衛(wèi)星數(shù)目，且k≥4，δ是鐘差；

S345、將所述理論映射點坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為所述定位大區(qū)映射點相對坐標(biāo)，得到理論相對坐標(biāo)集合T；其中，T中元素個數(shù)N是所述定位大區(qū)所包含的定位小區(qū)數(shù)目，T中任意元素表示為(X″₀,Y″₀,Z″₀)；

S346、生成并存儲集合P到集合T的虛擬網(wǎng)格映射表，當(dāng)用戶進(jìn)入新的定位大區(qū)，對虛擬網(wǎng)格映射表進(jìn)行更新。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于，所述S4的具體步驟為：將當(dāng)前用戶通過GPS接收器獲取的映射點相對坐標(biāo)輸入到虛擬網(wǎng)格映射表，根據(jù)檢索序列進(jìn)行檢索，并對檢索結(jié)果進(jìn)行判決，所述判決標(biāo)準(zhǔn)為：

$\mathrm{\Δ}=\sqrt{{(x_0^{\′}-X_0^{\′\′})}^2+{(y_0^{\′}-Y_0^{\′\′})}^2+{(z_0^{\′}-Z_0^{\′\′})}^2};$

其中，Δ判決值，(X″₀,Y″₀,Z″₀)為集合T中的任意元素，(x'₀,y'₀,z'₀)為GPS接收機在所述定位小區(qū)中的映射點相對坐標(biāo)；

若Δ≤1，則判定T中這一點為定位的映射點，查詢集合T和P的虛擬網(wǎng)格，則可獲取當(dāng)前用戶坐標(biāo)。

若T中不存在滿足使Δ≤1的點，則選取使Δ取最小值的點M，作為定位的映射點，查詢虛擬網(wǎng)格，獲取當(dāng)前用戶坐標(biāo)。

若點M使Δ≥2.6，則將先驗坐標(biāo)與M所映射坐標(biāo)取平均，作為當(dāng)前用戶坐標(biāo)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于虛擬網(wǎng)格的偽衛(wèi)星室內(nèi)導(dǎo)航方法，其特征在于：所述檢索序列為：

若已知用戶上一時刻坐標(biāo)，則將推算的集合P中先驗坐標(biāo)在集合T中的映射點作為一級檢索；

將集合P中位于室內(nèi)出入口坐標(biāo)，在與之映射的集合T坐標(biāo)作為二級檢索；

室內(nèi)敏感區(qū)域，如行駛路線區(qū)域，在集合T中作為三級檢索；

其他區(qū)域坐標(biāo)，作為四級檢索。