基于伪卫星信号的隧道定位增强系统

星火源基于伪卫星隧道定位增强系统

一、项目背景及具体需求

随着卫星导航系统及其应用的发展，卫星导航系统已经成为重要的、不可或缺的空间基础设施，其应用已经渗透到几乎所有领域，成为国防能力的倍增器，经济发展的助推器，在保障国家安全与促进经济发展中发挥着不可替代的作用。

然而，卫星导航系统固有的局限性使卫星导航服务存在着明确的能力不足与缺口，使卫星导航用户不能在任何时间、任何地点、任何环境下使用卫星导航服务，使依赖卫星导航服务的国家基础设施的安全、高效、稳定运行面临严重威胁。如在室内、地下、隧道、水下、高山或城市峡谷等环境，微弱的卫星导航信号不足以穿透各种物理遮蔽物，导航终端用户无法使用卫星导航服务，成为“空白区域”。

在交通领域中，交通产业快速发展带来的安全问题日益凸显，紧急救援、应急指挥等空间信息服务需求迫切。隧道类环境既不能实时导航、也不能监控定位，还属于救援盲区，容易造成救援延迟，错失救援的最佳时机，造成更大的经济损失。

另外，其余需通行用户因无法提前预知隧道内通行是否通畅而不能提前做出避开隧道绕行的合理线路，造成盲目堵塞隧道交通甚至发生二次事故等问题。

目前基于卫星通信的导航技术主要有常规伪卫星增强技术、室内卫星导航技术以及导航信号转发技术等，但基本是采用“伪卫星系统+专用车载终端”的方式，但是这一方式需对各终端进行改造，成本较高；导航卫星信号转发技术则存在工程实施难度大、信号位置不连续等问题，不适合实现整个隧道的覆盖，在应用上主要偏向于5G基站的授时。

面对这样的需求：给隧道内的车辆或手机提供相对连续的位置信号，星火源提供了一种室内环境下卫星导航定位增强系统方案：通过即时接收室外区域的卫星导航信号或互联网获取基准信号，并在室内实时生成和播发与室外区域真实卫星导航系统信号相同步的导航信号，解决了在不对导航终端进行任何改动下，实现室内卫星导航定位问题。本系统具有支持 GNSS 多星座、建设难度小、成本低、通用化等优点，目前在隧道内应用上已取得初步成效。

二、系统功能

隧道覆盖增强系统基于卫星信号实时再生技术，通过在隧道顶部或者侧壁挂载微型卫星增强基站，在不改变终端任何硬件的条件下，实现通用接收终端（常规机动车辆车载终端、无人平台车载终端、手机、PAD 等）隧道内外无缝定位，为监控后台、导航地图、救援服务等应用提供天地一体统一基准的位置、时间信息，有力支撑智能交通、智慧城市的精细化管理。