[發明專利]基于北斗衛星的多通道授時擬合方法

有效

• 申請號: 201210352209.5
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103675854A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 賈小波;鄒世合;吳淑琴;張筱南;李軍華
• 申請（專利權）人: 鄭州威科姆科技股份有限公司
• 主分類號: G01S19/27
• 分類號: G01S19/27
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉;李想

技術領域

本發明涉及一種在“北斗一號”、“北斗二號”衛星導航系統中，對多通道授時信息進行擬合的方法。

背景技術

當前國內有許多基于“北斗一號”衛星導航系統的授時型接收機，這些接收機通常為多通道接收機，但在進行授時處理時，通常采用多通道接收衛星信號，以某單通衛星信號進行授時，或進行多通道信息擬合處理進行授時，但擬合方法比較簡單，在接收到的衛星信號發生劣變或接收的衛星信號發生切換時，引起接收機授時性能劣變。隨著“北斗一號”及“北斗二號”衛星導航系統的不斷完善，發射的衛星數會更多，接收機的接收通道會更多，通道擬合問題顯得更為重要。

北斗衛星導航系統的空間段由多顆衛星組成，北斗衛星接收機通常設計為多通道接收能力，每個通道均可接收不同衛星的信號，根據衛星信號對本地時標信號進行控制調整，從而獲取與北斗時統同步的本地授時信號，由于接收機是多通道接收多顆衛星信號，因此對各通道衛星信號處理及對各個通道信號擬合處理，是影響授時性能的關鍵因素。

發明內容

本發明要解決的技術問題是在保證授時接收機性能的穩定性、可靠性及授時精度的前提下，提供一種多通道衛星信號的擬合方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于北斗衛星的多通道授時擬合方法，它包括以下步驟：

①衛星電文完好性監測單元根據單通道電文信息重播特性及多通道之間的時間信息比對結果，進行衛星電文完好性判斷，剔除異常的電文信息；

②在衛星時標容錯處理單元中對衛星時標信號進行容錯處理；在衛星時延擬合校正單元中對衛星時延信息進行校正處理；

③處理后的衛星時標信號和衛星時延信息被送入本地鐘差融合單元，所述的本地鐘差融合單元對所有通道的本地鐘差進行融合處理，使本地時標和衛星系統時標同步，從而獲取衛星授時信號。

在步驟①中，在收齊一個完整時間間隔內的單通道電文信息后，對這些重復播發的單通道電文信息進行差異性比對，如果這些單通道電文信息有差異，則認為此間隔接收的電文信息有錯誤；如果單通道電文信息無差異，衛星電文完好性監測單元對各通道間的電文信息再次進行比對，如果各通道相應電文信息均相等，則認為接收機接收正常，相應的電文信息參與后續擬合處理；如果各通道相應電文信息不相等，則相應的電文信息不參與后續擬合處理。

在步驟②中，衛星時標容錯處理單元對衛星時標信號進行容錯處理包括如下步驟：i、衛星時標容錯處理單元首先對衛星時標和本地時標進行相位差值計算，得到偽距值；ii、用本次計算的偽距值減去上次計算的偽距值，如果所得結果大于設定門限則認為偽距異常，指示授時信號不可用。

衛星時標容錯處理單元對衛星時標信號進行容錯處理還包括步驟iii：將偽距異常前的偽距值定為基準偽距值；在發生偽距異常之后，用實時接收的偽距值減去基準偽距值，如果在設定時間內偽距差分值仍然大于設定門限，則認為偽距持續異常；反之，則認為偽距恢復正常，并用最新計算的偽距值替代基準偽距值。

在步驟②中，衛星時延擬合校正單元采用自適應門限的最小二乘擬合法對衛星時延信息進行校正處理，它包括如下步驟：

a、設定進行擬合處理的門限值；

b、如果擬合遞推值和衛星時延信息的誤差大于所設定的門限值，則此衛星時延觀測值不參與擬合處理；反之，進行擬合處理。

步驟a中的進行擬合處理的門限值是這樣獲得的：根據衛星信號接收良好情況下的衛星時延抖動特征，選取門限的下限值；根據接收機授時性能指標確定門限的上限值；對擬合遞推時延值和衛星時延觀測值的誤差值進行統計，如果在設定的時間內，此誤差值連續大于之前的門限值，則增加門限值；如果此誤差值連續小于之前確定的門限值，則減小門限值。

本地鐘差融合單元對各通道本地鐘差動態分配加權系數，并對加權平均后的本地鐘差進行慣性濾波，使離差大的本地鐘差通道在融合時分配的加權系數較小，使離差小的本地鐘差通道分配的加權系數較大，從而使加權平均后的本地鐘差數據更加接近通道互差較小的那些通道。

所述衛星時延擬合校正單元、衛星時標容錯處理單元和本地鐘差融合處理單元不僅適合北斗一代也適合北斗二代授時處理。

采用上述技術方案的本發明，對衛星電文、衛星時標數據、衛星時延校正信息及本地鐘差進行完好性及獨創的融合處理方法進行處理，有效提高了多通道授時接收機授時性能的穩定性及準確性，提高了接收機的授時性能。具體地說，它包括如下優點：

（1）采用冗余比對的方法對衛星電文進行完好行監測，檢測異常電文數據，提高授時信號的準確性；