[發(fā)明專利]一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104215977B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王菲;夏糧;趙星
• 申請（專利權(quán)）人: 泰斗微電子科技有限公司
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，特別涉及一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，世界各國研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已投入使用，如GPS、GLINASS、BD等。系統(tǒng)的精度評估不僅是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，而且用戶在通過衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行定位時(shí)，也需要對所使用的系統(tǒng)定位精度進(jìn)行評估，以確保所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度能夠滿足自己的定位精度要求。

描述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的方法有很多種，比較常用的有圓概率誤差（CEP）、2倍距離均方根誤差（2DRMS）、二維水平標(biāo)準(zhǔn)差、等效距離誤差結(jié)合精度衰減因子值精度評估等，其他方法還包括簡單的統(tǒng)計(jì)描述。而上述方法都是后續(xù)計(jì)算，即在已知點(diǎn)真實(shí)位置的情況下進(jìn)行精度評估，當(dāng)前尚沒有采用在不知道點(diǎn)的真實(shí)位置的情況下，能進(jìn)行實(shí)時(shí)精度評估的方法。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述情況，本發(fā)明提出了一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估方法，該方法主要計(jì)算接收機(jī)到所述可見衛(wèi)星的精確距離后，利用牛頓迭代和最小二乘法解算出定位值；再計(jì)算出每顆可見星的偽距測量誤差，利用所述偽距測量誤差對當(dāng)前系統(tǒng)的定位值進(jìn)行精度評估。在精度評估時(shí)，采用了矢量精度、標(biāo)量精度及其兩者結(jié)合的精度評估方式，大大提高了精度評估的準(zhǔn)確性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)評估計(jì)算，給測試人員提供良好的測試數(shù)據(jù)。

一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精度評估方法，包括步驟：獲取至少四顆可見衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置并計(jì)算接收機(jī)到所述可見衛(wèi)星的精確距離；根據(jù)牛頓迭代和最小二乘法解算出定位值；計(jì)算出每顆可見星的偽距測量誤差，并利用所述偽距測量誤差對所述定位值進(jìn)行精度評估，所述精度包括矢量精度以及標(biāo)量精度。

進(jìn)一步地，若所述矢量精度超過預(yù)設(shè)矢量精度閾值，則舍棄所述定位值。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還可以包括步驟：若所述矢量精度值超過矢量精度閾值且所述標(biāo)量精度值超過標(biāo)量精度閾值，則舍棄所述定位值。

本發(fā)明還公開了一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精度評估系統(tǒng)，包括：衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取至少四顆可見衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置并計(jì)算接收機(jī)到所述可見衛(wèi)星的精確距離；數(shù)據(jù)解算模塊，用于根據(jù)所述接收機(jī)到所述可見衛(wèi)星的精確距離，利用牛頓迭代和最小二乘法解算出定位值，精度評估模塊，用于計(jì)算出每顆可見星的偽距測量誤差，并利用所述偽距測量誤差對數(shù)據(jù)解算模塊所解算出的定位值進(jìn)行精度評估，所述精度包括矢量精度以及標(biāo)量精度。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用在不知道點(diǎn)的真實(shí)位置的情況下，能進(jìn)行實(shí)時(shí)精度評估的方法。采用了矢量精度、標(biāo)量精度及其兩者結(jié)合的精度評估方式，大大提高了精度評估的準(zhǔn)確性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)評估計(jì)算，給測試人員提供良好的測試數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估方法實(shí)施例的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合其中的較佳實(shí)施方式對本發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。

圖1中示出了本發(fā)明一種基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度評估方法實(shí)施例的流程示意圖。

S101：獲取至少四顆可見衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置并計(jì)算接收機(jī)到所述可見衛(wèi)星的精確距離。

由于接收機(jī)要實(shí)現(xiàn)定位，必須解決以下兩個問題：一是要知道各顆可見衛(wèi)星在空間的準(zhǔn)確位置，二是要測量從接收機(jī)到這些衛(wèi)星的精確距離。定位方程組如式（1-1）所示：

（1-1）

其中，為未知接收機(jī)位置坐標(biāo)向量，為衛(wèi)星n的位置坐標(biāo)向量，為接收機(jī)鐘差，為校正后的偽距，每一個方程式對應(yīng)于一顆可見衛(wèi)星的偽距測量值。在整個方程組中，各顆衛(wèi)星的位置坐標(biāo)值可根據(jù)它們各自播發(fā)的星歷計(jì)算獲得，誤差校正后的偽距則由接收機(jī)測量得到，因而方程組中只有剩下的接收機(jī)位置三個坐標(biāo)分量和接收機(jī)鐘差是所要求解的未知量。

S102: 根據(jù)牛頓迭代和最小二乘法解算出定位值。

對S101中的方程組（1-1）進(jìn)行線性化處理，根據(jù)牛頓迭代得出

（1-2）

其中，G為用戶在衛(wèi)星處的單位觀測矩陣，b為偽距觀測值與衛(wèi)星到接收機(jī)真實(shí)距離和接收機(jī)鐘差的差值。

利用最小二乘法求解偽距定位線性矩陣方程式（1-2），可得：

（1-3）

說明：由于對定位值進(jìn)行精度評估，而對鐘差不進(jìn)行處理，所以后面只取，對不作說明。

S103: 計(jì)算出每顆可見星的偽距測量誤差，并利用所述偽距測量誤差對當(dāng)前系統(tǒng)的定位值進(jìn)行精度評估。