[發明專利]基于GEO星座粗定位的北斗接收機快速定位方法

有效

• 申請號: 201510328521.4
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN104865587B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 吳鵬;靖守讓;劉文祥;蘇映雪;孫廣富;黃龍;劉增軍;龔航;黃仰博
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S19/25
• 分類號: G01S19/25
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 胡偉華

1.一種基于GEO星座粗定位的北斗接收機快速定位方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟S1，判斷GEO衛星是否完成幀同步，獲取衛星發射時刻；

步驟S2，衛星根據GEO衛星信號發射時刻和各類衛星傳輸時延對本地時間進行粗略校正，這里粗略校正使用單顆GEO衛星進行粗校正或者使用多顆衛星進行粗校正；

步驟S3，使用已經獲取了完整偽距的GEO星座進行粗定位，粗定位方法直接使用最小二乘、嶺估計或者多普勒輔助的嶺估計；

步驟S4，在概略用戶位置獲取后，結合非GEO衛星的毫秒以下偽距對其進行完整偽距恢復；在接收完成幀同步和僅完成碼相位測量的偽距觀測量可以分別寫為如下形式：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ρ}}_i=r_i+b_u\\ N_{j}c/1e3+{\mathrm{\ρ}}_j^{frca}=r_j+b_u\end{array}\right.$

上式為衛星i的完整偽距和衛星j僅完成碼相位測量的偽距表示；其中，ρ_i為經過偽距改正的衛星i到用戶的偽距，b_u為用戶鐘差產生的等效距離誤差；為毫米以下的小數偽距值，N_j表示毫米偽距模糊數，c表示光速，r_i和r_j分別表示用戶到衛星i和衛星j的空間距離；1e3為常數1000；

選擇第i顆衛星作為參考衛星進行偽距星間單差并通過取整操作可以得到衛星j的偽距毫秒數的計算公式為：

$N_j=round\left(\right({\mathrm{\ρ}}_i-r_i+r_j-{\mathrm{\ρ}}_j^{frca})\·1e3/c)$

步驟S5，非GEO衛星完整偽距恢復后，即可利用混合星座所有捕獲到的衛星直接進行最小二乘定位；

步驟S6，根據定位后的偽距殘差判斷偽距恢復是否合理；由于使用GEO星座進行粗定位獲取用戶概略位置，如果概略位置偏差較大會導致非GEO衛星的偽距恢復錯誤，因此需要對快速定位結果進行檢驗；偽距恢復后利用最小二乘迭代可以估計出用戶位置同時可以計算出各衛星的偽距殘差值，殘差值和殘差矢量的RMS值計算如下；式中表示估計獲得的用戶位置與衛星i的空間距離；

$v_i={\mathrm{\ρ}}_i-{\hat{r}}_i-b_u$

$RMS\left(v\right)=\sqrt{\left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{v}_i^2\right)/n}$

由于偽距恢復針對整毫秒恢復，如果偽距恢復出現錯誤時定位后會出現較大的偽距殘差，利用定位后的偽距殘差值的均方根是否超限判斷快速定位方法是否成功，殘差門限值根據測

量精度或/和誤差修正精度設置。