[發明專利]一種基于自適應的動態分組選星方法

有效

• 申請號: 201110441926.0
• 申請日: 2011-12-23
• 公開（公告）號: CN102540213A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 封紅鵬;張曙輝;苗贏;王文麗
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種用于制導或導航中的衛星選擇方法。

背景技術

制導或導航環境中的定位衛星組合選擇方法，要求響應頻率很高，一般達到毫秒級。傳統制導或導航環境中，定位衛星組合選擇時通常未對所有參與定位的衛星測量數據進行預分組處理，且所有計算均在一個時間周期內完成，從而造成整個選星方法耗時，對硬件資源要求比較高，很難達到時間性能上的要求，并且容易在多變環境中方法失效的問題。另外，現有的定位衛星選擇方法，往往針對特定用戶或特定工作環境研發。當用戶運行狀態變化較大，或者進入復雜多變的環境時，現有方法往往受到很大影響或者失效。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種運算量小，占用硬件資源少的基于自適應的動態分組選星方法。

本發明的技術解決方案是：基于自適應的動態分組選星方法，步驟如下：

(1)設定選星閾值初值；

(2)獲取當前時刻能夠參與定位的衛星，根據參與定位的衛星總數N對衛星進行分組，若N≤4則將所有衛星分成一組；若4＜N＜9，則首先選擇最高仰角的衛星，然后按照任意選擇其他三顆衛星進行組合，每組四顆衛星；若N≥9則按照方位角接近程度將衛星分成4類，每類中的衛星數目盡量相等，然后從每一類中各選出一顆衛星，按照每組四顆衛星將所有衛星進行分組，其中最高仰角的衛星所在的類中始終選取該最高仰角的衛星參與分組；

(3)計算步驟(2)中每個衛星分組的PDOP值并獲取其中最小的PDOP值，若當前時刻最小的PDOP值小于選星閾值，則將當前時刻最小的PDOP值對應的衛星分組作為當前時刻的選星結果，同時利用公式更新選星閾值；若當前時刻最小的PDOP值大于選星閾值，則返回步驟(2)重新進行衛星分組，直至當前時刻最小的PDOP值小于選星閾值；其中，x_k為在第k個歷元時刻由分組組合計算得到最小PDOP值，y_k-1-i為在第(k-1-i)個歷元時刻所采用的PDOP閾值，n為歷元k時刻接收機能夠接收到衛星的總數，m為歷元k時刻參與PDOP值分組計算的有效衛星數，s為歷元量調節系數；

(4)在下一時刻，獲取前次輸出的選星結果對應的PDOP值并與選星閾值進行比較，若前次輸出的選星結果此刻對應的PDOP值仍然小于選星閾值，則保持選星結果與前次輸出的選星結果一致并輸出，同時利用公式更新選星閾值；若前次輸出的選星結果對應的PDOP值大于選星閾值，則返回步驟(2)重新進行衛星分組；

(5)重復步驟(2)～(4)，不斷訓練選星閾值并輸出各時刻的選星結果。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明方法在選星前采用動態分組預處理，剔除了位置分布較差的衛星組合，有效縮小了具有最小PDOP值衛星組合的搜索范圍；

(2)本發明方法在計算每個衛星組合的PDOP值時采用分時計算策略，在一個計時周期內僅計算一個衛星組合，并完成最小PDOP值的記錄工作，從而有效減少了每個計時周期內的運算量，提高了選星方法的實時響應能力；

(3)本發明方法充分考慮了衛星分布在短時間內變化不大的特點，采用上次結果閾值判斷的策略，小于閾值則說明上次選星組合中衛星的當前測量數據精度可以接受，仍然作為本次的計算結果，在保證精度要求的前提下，減少了計算量，可以有效減少對硬件依賴，并且擴大選星方法的使用場合范圍；

(4)本發明方法采用自適應理論，對PDOP閾值進行動態調整，既保證了計算結果的精度量化指標，又考慮到精度與實際使用場合的折中。

附圖說明

圖1為本發明方法的流程圖；

圖2為本發明選星分組方法流程圖；

圖3為本發明自適應PDOP閾值訓練框圖。

具體實施方式

基于自適應的動態分組選星方法是一種采用自適應思想訓練閾值，并區分不同環境動態調整衛星分組組合從而實現快速獲得最小PDOP值衛星組合的選星方法。本發明的特點在于：(1)采用動態分組策略；(2)分時計算策略；(3)自適應閾值。

如圖1所示，為本發明的自適應動態分組選星方法流程圖，與傳統方法相比，除了PDOP值計算環節外，本方法增加了PDOP值計算前的動態分組，其次還增加了PDOP值計算結果的反饋利用，從而使經過之訓練的閾值能夠適應變化的工作環境，其主要步驟如下：

(1)進行參數初始化設置：