[發明專利]一種北斗差分基準站布設中的衛星可見性分析方法

在審

• 申請號: 201410606946.2
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104408293A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 任曦明;高宏;王立兵;李博;康習勇;王靜靜;薛光輝;賈永軍;時荔蕙;楊麗博;楊濤;朱保華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63961部隊;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生;趙永偉

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，特別涉及根據歷書計算衛星高度角和基于DEM數據計算衛星高度角相結合計算衛星可見性分析方法。

背景技術

RTK（Real?Time?Kinematic）即實時動態，是一種以載波相位觀測量為根據的實時差分測量技術，其基本思想是在基準站架設一臺北斗接收機，對所有可見衛星進行連續觀測，并將觀測數據通過無線電發送設備實時發送給流動站，流動站接收機在接收衛星信號的同時，也通過無線電接收設備接收來自基準站的觀測數據，根據相對定位原理，便可以實時計算出流動站的坐標。然而作業員在野外作業，尤其是在地形起伏較大地區，很難快速確定基準站的布設位置，使其不僅對衛星有較佳的可見性，而且還要使無線電發射設備發出的觀測數據最大限度的覆蓋其服務區域。目前主流的GIS平臺都具備DEM數據支持下的通視分析功能。通視分析功能可以方便的解決無線電發射覆蓋區域分析問題；然而要進行衛星可見性分析，需要衛星位置包含在DEM數據范圍內，才能使用GIS平臺提供的兩點通視分析功能對基準站和衛星是否可見進行分析，通過該方法得到衛星方向障礙點的高度角，并與通過歷書計算得到的該時刻的衛星高度角進行比較，從而得到衛星的可見性分析結果。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種北斗差分基準站布設中的衛星可見性分析方法，該方法根據歷書計算衛星高度角和基于DEM數據計算衛星高度角相結合，通過計算結果分析衛星在特定時刻相對于基準站的可見性。

為達到上述目的，本發明采取以下技術方案。

附圖說明

圖1為本發明衛星可見性分析方法實施流程圖；

圖2為本發明DEM有效數據范圍分割圖；

圖3為本發明兩點通視分析圖。

具體實施方式

參見圖1-圖3，本發明一種北斗差分基準站布設中的衛星可見性分析方法，包括以下步驟：

（1）使用歷書數據，根據常規算法計算衛星的高度角????????????????????????????????????????????????；

（2）計算基準站到衛星方向與DEM有效數據邊界交點坐標；

DEM有效數據范圍分割圖如圖2所示：

矩形區域為DEM有效數據范圍Rect（Top，Right，Bottom，Left）；，，，將DEM數據分為四個范圍；衛星1-4分別代表了落在這四個數據范圍內的待分析衛星，，，，分別為基準站到衛星方向與DEM數據邊界交點；基準站坐標為ViewPoint（，，），則衛星1-4的方位角范圍分別為：

Angle1（0，）]或Angle1（+++，2]

Angle2（，+]

Angle3（+，++]

Angle4（++，+++]

基準站到衛星方向與DEM有效數據范圍邊界交點坐標分別為：

點的坐標：

點的坐標：

點的坐標：

點的坐標：

通過1）中計算的衛星方位角的大小，確定所使用的P點計算公式。

（3）計算障礙點坐標：

已知基準站坐標ViewPoint（，，）和基準站到衛星方向與DEM有效數據邊界交點坐標P，利用GIS平臺提供的通視分析功能對基準站和交點P進行通視分析，從分析結果中可提取障礙點坐標AbsPoint（，，）。

（4）計算障礙點的高度角：

已知基準站的坐標ViewPoint（，，）和障礙點的坐標AbsPoint（，，），根據1）中計算衛星高度角的公式計算障礙點的高度角。

（5）判斷衛星可見性(假設衛星的可見截止角即衛星可見的最低高度角為γ)

已知衛星高度角，障礙點高度角，則

若>&&>γ，則衛星可見；否則衛星不可見。

在具體實施時，以基準站為觀察點，對某衛星的可見性進行分析，首先根據衛星位置坐標和基準站位置坐標及經緯度，按照常規計算得到衛星的方位角為142.5°，高度角為β=37.8°。

DEM數據區域方位角范圍分別為：

Angle1（0，46.04°]或Angle1（307.74°，360°]

Angle2（46.04°，118.05°]

Angle3（118.05°，246.84°]

Angle4（246.84°，307.74°]