[發明專利]一種衛星導航系統非完備條件下的定位方法

有效

• 申請號: 201110218334.2
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102323606A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 張曉林;侯冰;陳燦輝
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明涉及一種衛星導航系統非完備條件下的定位方法，屬于全球衛星導航定位領域。

背景技術

全球導航衛星系統(Global?Navigation?Satellite?System，簡稱為GNSS)是第二代衛星導航定位系統，能夠為各種目標提供位置、速度和時間信息，其產業主要由終端產品制造及相關的運營服務系統構成。目前世界上已經建成和在建的GNSS系統有4種：美國的GPS(Global?Positioning?System，簡稱為GPS)系統、俄羅斯的GLONASS(GLObalNAvigation?Satellite?System，簡稱為GLONASS)、歐洲的Galileo系統、中國的北斗衛星導航系統(BeiDou(COMPASS)Navigation?Satellite?System)。

單系統偽距觀測方程中含有4個未知數，分別為接收機三維位置和接收機相對于指定系統的鐘差，因此單系統衛星接收機共有4個待求量，定位解算至少需要4個觀測方程；而雙系統衛星導航接收機由于有接收機到兩個系統的鐘差參數，故有5個待求量，定位解算至少需要5個觀測方程。

然而在城市環境中高樓林立，以及立體交通、橋梁的干擾都可能導致可見衛星達不到要求，出現有效衛星缺失的情況較為頻繁，接收機無法保持定位，并且當完備條件恢復后，重新定位要花費大量時間。這時候如果能夠使用非完備條件下的定位方法保持定位，就能夠避免上述問題，為導航接收機用戶提供更好的服務。

目前在非完備條件下實現定位的方法主要有：

1、INS(Inertial?Navigation?System，簡稱為INS)/衛星導航組合定位。該方法技術成熟，定位精度高，但需要額外的傳感器，如陀螺儀、加速度計，導致系統成本過高，且不易集成。

2、雙系統組合定位，其中雙系統是指任意兩種衛星導航系統的組合。該方法相對單系統使用而言，可見衛星數量顯著增加，但是該方法計算量大，對硬件要求較高，成本較大。

3、利用電子地圖的匹配實現雙星或單星定位。這類方法成本較低，但嚴重依賴電子地圖，適用范圍小，且定位精度不高。

4、使用其他輔助設備，如氣壓高度表等。此類方法需要額外設備，不易集成。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明公開一種衛星導航系統非完備條件下的定位方法。本發明用于全球衛星導航系統在衛星信號缺失條件下繼續保持定位。

本發明提供一種衛星導航系統非完備條件下的定位方法，利用衛星信號完備條件下儲存的信息，在衛星信號短暫缺失時，仍然能夠完成定位。其技術方案在于當可見衛星數量不足時，利用衛星信號完備條件下正常定位時得到的定位信息，推算出接收機位置在水平方向2個維度之間的關系以及接收機和衛星之間的鐘差，結合可見衛星，在短時間內保持定位。

本發明提供一種衛星導航系統非完備條件下的定位方法，具體包括以下步驟：

步驟一：在衛星信號完備條件下進行正常定位，儲存定位信息。具體方法為：

(1)執行完備條件下的定位方法。在可見衛星數量為大于等于4顆時，求解接收機位置的方程組為：