基于ASTARS的卫星定位方法：应用于城市峡谷与室内环境
信息论
2025-07-03 v1 math.IT
摘要
为缓解城市峡谷和室内环境中卫星导航信号丢失的问题，我们提出一种基于主动同时发射和反射可重构智能表面（ASTARS）的卫星定位方法。ASTARS部署在建筑结构上，反射导航信号至城市峡谷内的接收器，并在室内传输信号以规避障碍物，为非直线视距（NLoS）区域的接收器提供高精度定位服务。ASTARS与接收器之间的路径被定义为延伸直线视距（ELoS）路径，并推导了适用于该路径的改进载波相位观测方程。接收器通过网络时间同步补偿钟偏差，通过距离校正算法纠正实际信号路径距离与卫星到接收器距离之间的差异，并采用最小二乘（LS）方法确定位置。对本方法引入的误差进行数学建模，随后进行仿真分析以评估其影响。仿真结果表明：1）在GNSS信号被阻挡的区域内，若时间同步精度在10纳秒误差范围内，该方法为室内和室外接收器提供的定位服务误差不超过4米，优于传统NLoS方法（定位误差超过7米）；2）在时间同步误差为10纳秒的情况下，本方法引入的额外误差不超过3米，包括相位移、波束宽度误差、时间同步误差和卫星分布误差，优于传统NLoS方法（通常产生大于5米的定位误差）。
引用
@article{arxiv.2507.01783,
title = {ASTARS empowered Satellite Positioning Approach for Urban Canyons and Indoor Environments},
author = {Yu Zhang and Xin Sun and Tianwei Hou and Anna Li and Sofie Pollin and Yuanwei Liu and Arumugam Nallanathan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01783},
year = {2025}
}