[發(fā)明專利]選星方法及應(yīng)用該選星方法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210093289.7
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN103364803A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 季海福;馬利華;艾國祥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28;G01S19/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種選星方法及應(yīng)用該選星方法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位方法。

背景技術(shù)

在衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，用戶終端位置估算精度依賴于測量的幾何分布和偽距測量誤差。精度衰減因子(Dilution?of?Precision，DOP)提供了用戶終端-衛(wèi)星幾何分布的簡單描述。DOP越大，位置估算誤差越分散。

考慮到接收通道數(shù)和實時信號處理能力，尤其是內(nèi)置在手機、汽車和航天器等的導(dǎo)航模塊，需要從所有可見衛(wèi)星中選擇具有最佳幾何分布的四顆衛(wèi)星，以快速獲得最佳的定位性能。

在現(xiàn)有技術(shù)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位中選星方法主要有：最佳幾何精度衰減因子(Geometric?Dilution?of?Precision，簡稱GDOP)法、最大矢端四面體法、最大正交投影法等。上述方法均是基于最小GDOP來選擇定位的四顆衛(wèi)星，選星過程中計算量大，需要花費較長的時間。由于選星過程耗費的時間長，從而衛(wèi)星導(dǎo)航定位慢，不能滿足快速衛(wèi)星導(dǎo)航定位的要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為解決上述的一個或多個問題，本發(fā)明提供了一種選星方法及應(yīng)用該選星方法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位方法，以降低選星過程的計算量，減小計算時間，實行快速地衛(wèi)星導(dǎo)航定位。

(二)技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種選星方法，包括：計算所搜索到的可見衛(wèi)星的高度角和方位角；以所述高度角從小至大的順序，對所述可見衛(wèi)星進行排序，選擇排序靠前的至少5顆可見衛(wèi)星作為候選衛(wèi)星；在所選擇的候選衛(wèi)星中，獲取3顆衛(wèi)星一組的所有組合，在該所有組合中選擇方位角排列均勻度最高的一組，將該組中的3顆候選衛(wèi)星作為衛(wèi)星導(dǎo)航定位用的3顆衛(wèi)星。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位的方法，包括：搜索可見衛(wèi)星；計算所搜索到的可見衛(wèi)星的高度角和方位角；以所述高度角從小至大的順序，對所述可見衛(wèi)星進行排序，選擇排序靠前的至少5顆可見衛(wèi)星作為候選衛(wèi)星；在所選擇的候選衛(wèi)星中，獲取3顆衛(wèi)星一組的所有組合，在該所有組合中選擇方位角排列均勻度最高的一組，將該組中的3顆候選衛(wèi)星作為衛(wèi)星導(dǎo)航定位用的3顆衛(wèi)星；根據(jù)所選擇的衛(wèi)星進行衛(wèi)星導(dǎo)航定位。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明選星方法及應(yīng)用該選星方法的衛(wèi)星導(dǎo)航定位方法具有以下有益效果：

(1)常規(guī)的選星方法是需要搜索所有四顆可見衛(wèi)星的組合來獲得最佳GDOP，其計算量大，需要花費較長的時間。本發(fā)明計算量低于常規(guī)的基于GDOP的選星方法，能夠?qū)崿F(xiàn)快速選星且最佳性能的定位；

(2)在日常的衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用中，用戶更加關(guān)心水平定位精度，本發(fā)明基于最佳HDOP標準，可快速選擇出3顆衛(wèi)星，第4顆衛(wèi)星可任意選擇，因此，本發(fā)明有助于提高定位衛(wèi)星的選擇效率，實行快速且高精度的水平定位。如果要同時實現(xiàn)最佳的三維定位，則只需要進一步選擇具有最大高度角的第四顆衛(wèi)星。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例選星方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。

需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。且在附圖中，實施例的形狀或是厚度可擴大，并以簡化或是方便標示。再者，附圖中未繪示或描述的元件或?qū)崿F(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航中DOP與用戶終端位置估算精度的關(guān)系、HDOP和VDOP的分布特征以及具體實施方式。以下首先對本發(fā)明在衛(wèi)星導(dǎo)航定位中選星方法的理論依據(jù)進行詳細說明。

DOP與用戶終端位置估算：為了估算用戶終端位置和鐘差，對n(n≥4)顆衛(wèi)星進行偽距測量，得到相應(yīng)的偽距觀測方程：