[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)非完備條件下的定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110218334.2
• 申請(qǐng)日: 2011-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102323606A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉林;侯冰;陳燦輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S19/42
• 分類號(hào): G01S19/42
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)非完備條件下的定位方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟一：在衛(wèi)星信號(hào)完備條件下進(jìn)行正常定位，儲(chǔ)存定位信息：

(1)在可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量為大于等于4顆時(shí)，求解接收機(jī)位置的方程組為：

ρ1=(Es1-Er)2+(Ns1-Nr)2+(Us1-Ur)2+c·tρ2=(Es2-Er)2+(Ns2-Nr)2+(Us2-Ur)2+c·tρ3=(Es3-Er)2+(Ns3-Nr)2+(Us3-Ur)2+c·tρ4=(Es4-Er)2+(Ns4-Nr)2+(Us4-Ur)2+c·t...ρm=(Esm-Er)2+(Nsm-Nr)2+(Usm-Ur)2+c·t]]>

其中，(E_r，N_r，U_r)為當(dāng)前歷元時(shí)刻接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中的東向、北向和天向位置，(E_si，N_si，U_si)為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星在站心地固坐標(biāo)系中的東向、北向和天向位置，ρ_i為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星到接收機(jī)的偽距測(cè)量值，t為接收機(jī)時(shí)鐘與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)時(shí)之間的鐘差，c為真空中的光速，此時(shí)完備條件下i的取值為i＝1～m，m為可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量；

對(duì)方程組微分：

δρ1δρ2δρ3δρ4...δρm=α11α12α131α21α22α231α31α32α331α41α42α431...αm1αm2αm31δErδNrδUr-c·δt]]>

其中，δρ_i為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星的偽距測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之差，δE_r，δN_r，δU_r分別為當(dāng)前歷元時(shí)刻接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中東向、北向、天向位置的增量，δt為當(dāng)前歷元時(shí)刻鐘差的增量，此時(shí)完備條件下i的取值為i＝1～m，m為可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量；對(duì)上式用最小二乘法進(jìn)行求解獲得接收機(jī)位置；

(2)儲(chǔ)存定位信息，在每個(gè)歷元時(shí)刻儲(chǔ)存一次定位信息；

步驟二：當(dāng)可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量為2顆或3顆時(shí)，執(zhí)行非完備條件下的定位方法：

在每個(gè)歷元時(shí)刻獲取可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量，并在非完備條件出現(xiàn)的初始?xì)v元時(shí)刻t₀，將完備條件下最后一個(gè)歷元時(shí)刻存儲(chǔ)的接收機(jī)位置作為站心地固坐標(biāo)系原點(diǎn)，將完備條件下最后一個(gè)歷元時(shí)刻存儲(chǔ)的鐘差作為非完備條件下的固定鐘差，將在步驟一儲(chǔ)存的接收機(jī)位置由地心地固坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為站心地固坐標(biāo)系，并推算出站心地固坐標(biāo)系中接收機(jī)位置的東向分量和北向分量的固定比例系數(shù)：

(E₂-E₁)+λ(N₂-N₁)＝0

其中，E₂、N₂和E₁、N₁分別為t₀的前一歷元時(shí)刻和n秒之前接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中東向和北向的坐標(biāo)，λ為固定比例系數(shù)；

非完備條件下的接收機(jī)位置計(jì)算方程為：

其中，(E_r，N_r，U_r)為當(dāng)前歷元時(shí)刻接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中的東向、北向和天向位置，(E_si，N_si，U_si)為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星在站心地固坐標(biāo)系中的東向、北向和天向位置，此時(shí)非完備條件下i的取值為i＝1，2或1，2，3，ρ_i為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星到接收機(jī)的偽距測(cè)量值，E₀、N₀為任意時(shí)刻接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中東向、北向位置，t為鐘差，c為真空中的光速；

對(duì)上式進(jìn)行微分后得到：

δρ_i＝[α_i2-λ·α_i1，α_i3][δN_r，δU_r]^T????(i＝1，2或1，2，3)

其中，δρ_i為第i顆可見(jiàn)衛(wèi)星的偽距測(cè)量值與預(yù)測(cè)值之差，δN_r，δU_r分別為當(dāng)前歷元時(shí)刻接收機(jī)在站心地固坐標(biāo)系中北向、天向位置的增量，對(duì)上式用最小二乘法進(jìn)行求解，獲得接收機(jī)位置；

步驟三：當(dāng)可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量恢復(fù)到4顆以上時(shí)，停止非完備條件下的定位方法，返回步驟一，執(zhí)行完備條件下的定位方法。