5G通信系统定位技术原理与方法
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1.2.2 卫星定位系统

图1-1给出了网络辅助的全球导航卫星系统(A-GNSS)示意图。在A-GNSS的工作过程中,A-GNSS参考网络首先接收和处理GNSS信号,并将GNSS信息和辅助信息提供给本地定位服务器,然后通过蜂窝移动通信网络将上述GNSS信息和辅助信息作为定位辅助信息提供给用户设备。定位辅助信息包括卫星星历、频率范围、标准时间和近似位置等信息,能帮助用户设备快速地检测和锁定卫星信号,降低定位时延,提升定位精度。与没有网络辅助的GNSS相比,A-GNSS信号的搜索跟踪性能和速度都得以提升,并且可以在半开阔区域内或受到一定遮挡的情况下实现卫星导航定位。通过蜂窝移动通信网络播发GNSS信息和辅助信息,可以在卫星导航过程中协助用户设备缩短卫星初搜的时间并提升定位精度。

图1-1 A-GNSS示意图

A-GNSS缩短了定位时间,提升了定位灵敏度。根据蜂窝移动通信网络提供的辅助信息,用户设备在检测卫星信号之前就能够知道应该捕获的卫星星历等信息。用户设备捕获到信号后,能直接利用测量量和卫星星历进行位置解算,使得首次定位的总时间从分钟级降到秒级。同时由于用户设备利用辅助信息预先就知道需要搜索哪些卫星,信号搜索跟踪过程变得简单,可以有针对性地压缩搜索频带、降低噪声带宽、延长信号能量的累计时间,从而提升信号接收灵敏度,使用户设备可以捕获更弱的信号。

除了可以缩短定位时间外,A-GNSS还可以提升定位精度。辅助信息使得A-GNSS接收机能捕获和跟踪较弱的卫星信号,与普通接收机相比,它能利用更多的卫星进行定位,有更好的几何精度因子,定位精度得到了改善。