[發(fā)明專利]一種高精度低軌雙星無縫無源定位方法及系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210080022.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN102608621A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡成林;李孝輝;吳海濤;薛艷榮;鄧洪高;趙利;韋照川
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué);中國科學(xué)院國家授時(shí)中心
• 主分類號(hào): G01S19/01
• 分類號(hào): G01S19/01;G01S19/45
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

1.一種高精度低軌雙星無縫無源定位方法，其特征是包括如下步驟：

(1)衛(wèi)星位置和速度解算：利用星載雙頻導(dǎo)航接收機(jī)解算2顆低軌衛(wèi)星在當(dāng)前歷元的軌道位置和運(yùn)動(dòng)速度，同時(shí)得到2顆低軌衛(wèi)星間的幾何距離；

(2)未知輻射源的區(qū)域判別：根據(jù)系統(tǒng)定位精度指標(biāo)預(yù)先設(shè)定GDOP的判定門限，2顆低軌衛(wèi)星分別計(jì)算未知輻射源的GDOP，并將計(jì)算出的2個(gè)未知輻射源的GDOP與上述預(yù)設(shè)的GDOP的判定門限進(jìn)行比較；若2個(gè)未知輻射源的GDOP中只要有一個(gè)不高于GDOP的判定門限，則視為該未知輻射源處于可定位區(qū)域即非盲區(qū)；若2個(gè)未知輻射源的GDOP均高于GDOP的判定門限，則視為該未知輻射源處于盲區(qū)；

(3)已知輻射源的選擇：選擇至少1個(gè)GDOP與未知輻射源的GDOP相近，并且與未知輻射源處于以星下點(diǎn)為原點(diǎn)的地理坐標(biāo)系中的同一象限且經(jīng)度和緯度相近的輻射源作為已知輻射源；

(4)已知和未知輻射源的解算位置：利用時(shí)差頻差定位體制的迭代算法分別得到已知和未知輻射源的解算位置，其時(shí)差頻差定位方程為：

上述方程中，Δt是輻射源信號(hào)到達(dá)2顆低軌衛(wèi)星的時(shí)間差，Δf是輻射源信號(hào)到達(dá)2顆低軌衛(wèi)星的頻率差，f₀是輻射源輻射信號(hào)的頻率，c是輻射源輻射信號(hào)的傳播速度，a是地球半長軸，b是地球半短軸，(x_s1，y_s1，z_s1)和(x_s2，y_s2，z_s2)分別是2顆低軌衛(wèi)星的位置，(v_x1，v_y1，v_z1)和(v_x2，v_y2，v_z2)分別是2顆低軌衛(wèi)星的速度，r₁和r₂分別是2顆低軌衛(wèi)星到達(dá)輻射源的距離，(x，y，z)是輻射源的位置；

(5)已知輻射源的位置改正數(shù)解算：將上述獲得的已知輻射源的解算位置減去已知輻射源的精確已知位置，即可獲得已知輻射源的位置改正數(shù)；

(6)非盲區(qū)未知輻射源的位置差分法解算：對(duì)處于可定位區(qū)域內(nèi)的未知輻射源，將上述獲得的未知輻射源的解算位置減去已知輻射源的位置改正數(shù)，即可獲得未知輻射源的改正位置；

(7)盲區(qū)未知輻射源的位置多歷元時(shí)差法解算：利用三個(gè)時(shí)刻的時(shí)間差和頻差組成3組時(shí)差頻差定位方程組，解算得到盲區(qū)內(nèi)未知輻射源的位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低軌雙星無縫無源定位方法，其特征是：步驟(3)中所述已知輻射源的GDOP與未知輻射源的GDOP相近具體是指，已知輻射源與未知輻射源的GDOP差值介于0～1之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度低軌雙星無縫無源定位方法，其特征是：步驟(3)中所述已知輻射源經(jīng)度和緯度與未知輻射源的經(jīng)度和緯度相近具體是指，已知輻射源與未知輻射源的經(jīng)度差值介于0～10度之間，已知輻射源與未知輻射源的緯度差值介于0～10度之間。

4.一種高精度低軌雙星無縫無源定位系統(tǒng)，其特征是：主要由2顆低軌衛(wèi)星、至少1個(gè)地面接收站、至少1個(gè)已知輻射源和1個(gè)未知輻射源組成；

2顆低軌衛(wèi)星的星上處理系統(tǒng)上各配備一臺(tái)具有自主定軌功能的雙頻導(dǎo)航接收機(jī)，其中第一低軌衛(wèi)星的星上處理系統(tǒng)上帶有時(shí)差和頻差測(cè)量單元、衛(wèi)星位置和速度解算單元、未知和已知輻射源GDOP解算單元、盲區(qū)和非盲區(qū)判斷單元、非盲區(qū)位置差分法解算單元、以及盲區(qū)多歷元時(shí)差法定位單元；時(shí)差和頻差測(cè)量單元及衛(wèi)星位置和速度解算單的輸出端分別連接未知和已知輻射源GDOP解算單元的輸入端；未知和已知輻射源GDOP解算單元的輸出端與盲區(qū)和非盲區(qū)判斷單元的輸入端連接；盲區(qū)和非盲區(qū)判斷單元的輸出端分別連接非盲區(qū)位置差分法解算單元的輸入端及盲區(qū)多歷元時(shí)差法定位單元的輸入端；第二低軌衛(wèi)星的星上處理系統(tǒng)上帶有透明轉(zhuǎn)發(fā)器；

未知輻射源同時(shí)與2顆低軌衛(wèi)星相通信，已知輻射源也同時(shí)與2顆低軌衛(wèi)星相通信；第二低軌衛(wèi)星則經(jīng)由第一低軌衛(wèi)星與地面接收站相通信。