[發明專利]一種北斗授時方法及衛星導航接收機

有效

• 申請號: 201410307499.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104049528B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京北斗星通導航技術股份有限公司
• 主分類號: G04R20/02
• 分類號: G04R20/02;G01S19/27
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 李紅爽,栗若木

1.一種北斗授時方法，包括：

產生采樣脈沖；

利用采樣脈沖采集所接收的衛星信號中的觀測信息；所述觀測信息包括衛星信號發射時刻、多普勒頻移、載波相位；

利用所述衛星信號發射時刻和載波相位組成的偽距，構成接收機位置解算方程組；在所述接收機位置解算方程組中添加一個高程方程，解算得到接收機的鐘差；

利用所述觀測信息中的多普勒頻移構成接收機速度解算方程組，在所述接收機速度解算方程組中添加一個高程方程，解算得到接收機的鐘漂；

根據所述鐘差和鐘漂調節所述采樣脈沖的相位和頻率，使采樣脈沖與標準時間同步。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用衛星信號發射時刻和載波相位組成的偽距，構成接收機位置解算方程組的步驟包括：

利用衛星信號接收時刻減去衛星信號發射時刻，得到原始偽距；

通過下式計算平滑后的偽距：

ρ_s,i＝α×ρ_CA,i+(1-α)×(ρ_s,i-1+Δρ_φ,i)

其中，ρ_s,i是平滑后的偽距；α為平滑系數；ρ_CA,i是原始偽距；ρ_s,i-1是前一次平滑后的偽距；Δρ_φ,i是偽距變化量；

所述偽距變化量為：

$\begin{array}{c}{\mathrm{\Δ\ρ}}_{\mathrm{\φ},i}=\mathrm{\λ}\left({\mathrm{\φ}}_i-{\mathrm{\φ}}_{i-1}\right)\\ =\[f_{IF}\left(1+{\stackrel{\·}{t}}_u\right)-X-{\stackrel{\·}{t}}_u\·f_{L1}\]\×\mathrm{\λ}\end{array}$

λ是所接收的衛星信號的波長；φ_i是本次采樣得到的載波相位值；φ_i-1是前一次采樣得到的載波相位值；f_IF是所接收的衛星信號的載波中頻頻率；為接收機鐘漂；X是采樣時刻鎖存的載波相位計數值；f_L1是所接收的衛星信號的載波射頻頻率；

利用平滑后的偽距，構成解算接收機位置的線性方程組如下：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Δ\ρ}}_1=a_{x1}{\mathrm{\Δx}}_u+a_{y1}{\mathrm{\Δy}}_u+a_{z1}{\mathrm{\Δz}}_u-{\mathrm{c\Δt}}_u\\ {\mathrm{\Δ\ρ}}_2=a_{x2}{\mathrm{\Δx}}_u+a_{y2}{\mathrm{\Δy}}_u+a_{z2}{\mathrm{\Δz}}_u-{\mathrm{c\Δt}}_u\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\Δ\ρ}}_n=a_{xn}{\mathrm{\Δx}}_u+a_{yn}{\mathrm{\Δy}}_u+a_{zn}{\mathrm{\Δz}}_u-{\mathrm{c\Δt}}_u\end{array}\right.$

${\mathrm{\Δ\ρ}}_i={\widehat{\mathrm{\ρ}}}_i-{\mathrm{\ρ}}_i$

$a_{xi}=\frac{x_i-{\hat{x}}_u}{{\hat{r}}_i},a_{yi}=\frac{y_i-{\hat{y}}_u}{{\hat{r}}_i},a_{zi}=\frac{z_i-{\hat{z}}_u}{{\hat{r}}_i}$

$x_u={\hat{x}}_u+{\mathrm{\Δx}}_u$

$y_u={\hat{y}}_u+{\mathrm{\Δy}}_u$

$z_u={\hat{z}}_u+{\mathrm{\Δz}}_u$

$t_u={\hat{t}}_u+{\mathrm{\Δt}}_u$

${\hat{r}}_i=\sqrt{{(x_i-{\hat{x}}_u)}^2+{(y_i-{\hat{y}}_u)}^2+{(z_i-{\hat{z}}_u)}^2}$

${\widehat{\mathrm{\ρ}}}_i=\sqrt{{(x_i-{\hat{x}}_u)}^2+{(y_i-{\hat{y}}_u)}^2+{(z_i-{\hat{z}}_u)}^2}+c{\hat{t}}_u$

ρ_i為第i顆衛星的平滑后的偽距，i的取值從1到n，n為接收機所能連接的衛星的顆數；(x_u,y_u,z_u)為接收機的位置坐標；(x_i,y_i,z_i)為第i顆衛星的位置坐標；t_u為接收機鐘差；r_i為接收機到第i顆衛星的距離；c表示光速；帶^標示的表示該變量為系統估計值。