[發明專利]一種衛星接收機靜止的檢測方法

有效

• 申請號: 201310614026.0
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103630912A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 翟昆朋;何文濤;藺曉龍;王浩;胡曉峰;殷明
• 申請（專利權）人: 中國科學院嘉興微電子與系統工程中心
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及衛星導航領域中衛星接收機的檢測方法，尤其涉及一種對于衛星接收機靜止的檢測方法。

背景技術

衛星接收機通過捕獲、跟蹤多個衛星的信號，從信號中解調衛星軌道參數、星載原子鐘模型等導航電文數據，然后利用計算某一時刻的衛星位置、速度和時間參數，最后綜合衛星信號測量值估計出接收機（即用戶）的位置和速度。

卡爾曼濾波器是估計衛星接收機位置和速度等狀態的主要方法。接收機是處于靜止狀態還是運動狀態的信息對于卡爾曼濾波器的估計衛星接收機的位置和速度有比較大的意義。卡爾曼濾波器是將系統中待估計的未知參數按照向量的形式組織在一起，稱為狀態向量X。

假如說預先知道接收機處于靜止狀態，則可以將濾波器的狀態向量設置為：X=[PX,PY,PZ,dtu,df]。其中P=[PX,PY,PZ]為接收機在ECEF地心地固坐標系（Earth-Centered，Earth-Fixed）下的位置坐標；df為接收機晶振的頻偏；dtu為采樣時刻接收機本地時間偏差。

假如說預先知道接收機處于運動狀態，則可以將濾波器的狀態向量設置為：X=[PX,PY,PZ,dtu,VX,VY,VZ,df]。其中V=[VX,VY,VZ]為接收機速度在ECEF坐標系下的坐標。

狀態向量的設置越切合實際的接收機運動模型，則卡爾曼濾波器的預測過程越準確。另外減少狀態個數能夠顯著減少濾波器的計算量。

傳統的靜止狀態檢測方法直接利用接收機估計的速度的幅度來進行判斷，主要采用兩種策略：第一種策略，在T(k)時刻，計算T(k-1)時刻速度V(k-1)的幅度，假如該速度幅度超過一定的閾值，則判定T(k)時刻接收機處于運動狀態；否則處于靜止狀態。第二種策略，在應用靜止狀態之前，額外設計一個估計器，比如最小二乘估計器，利用T(k)時刻最新測量值計算接收機的即時速度。

上述傳統的判斷策略有幾個主要缺點：第一，速度估計值的時間延遲，即利用上一時刻計算速度來判定本時刻的靜止與否，特別是接收機在停止運動前和啟動運動前的時刻，采樣間隔的時間延遲會導致一定概率的狀態判定錯誤；第二，速度估計精度問題，即在個別衛星信號因受到遮擋測量值受到影響時，速度估計不準確，最終導致靜止檢測過程失效概率提高；第三，速度計算一般涉及維度較大的矩陣求逆運算，計算量大。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種即時、可靠和簡便的衛星接收機的靜止狀態檢測方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種衛星接收機靜止的檢測方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種衛星接收機靜止的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟（101）計算TDCP預測殘差向量；

步驟（102）計算TDCP預測殘差的穩健統計量：根據所述TDCP預測殘差向量，利用穩健統計的方法，剔除奇異測量值，構建TDCP靜止檢測穩健統計量；

步驟（103），靜止狀態檢測：將所述TDCP靜止檢測穩健統計量的幅度與預設的閾值進行對比來判斷所述衛星接收機處于靜止狀態。

進一步地，所述步驟（101）計算TDCP預測殘差包括

首先，計算采樣時刻的所有有效衛星的TDCP預測值，其中，k是采樣時刻，i是衛星的編號；

然后，計算每一個衛星的TDCP的預測殘差；

最后，將所有有效衛星的所述TDCP預測殘差組成所述TDCP預測殘差向量measTDCP_k。

進一步地，采樣時刻k的第i個衛星的所述TDCP的預測值為其中，df是晶振頻偏；c是光速，T_s是采樣間隔時間，是在k采樣時刻下第i個衛星與所述衛星接收機之間的距離。

進一步地，第i個衛星的所述TDCP預測殘差是resiTDCPki=measTDCPki-predTDCPki;]]>其中，是第i個衛星的TDCP的實際測量值。

進一步地，所述步驟（102）計算TDCP預測殘差的穩健統計量包括：