[發明專利]基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法及系統

有效

• 申請號: 201810708994.0
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108776348B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 陳明劍;魏金本;李俊毅;李萬里;李廣云;汪威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 符亞飛

本發明涉及基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法及系統，選星方法包括以下步驟：配置導航定位所需衛星數目和衛星高度角閾值；根據導航電文確定可見衛星并計算可見衛星的高度角和方位角；求取各個可見衛星對應的受力情況；將可見衛星根據高度角和方位角劃分為不同的區域；根據確定的導航定位所需不同區域的衛星數目進行組合，根據求取的可見衛星的受力情況求取對應可見衛星組合的受力的合力，合力最小的衛星組合為所需衛星組合。利用加權受力平衡方法來選取解算衛星組合，可以得到高時效、高精度的定位結果，實時性、精確性、魯棒性較好。而且，減少了傳統選星算法中大量的矩陣運算，占據了較少的計算資源，提高了選星算法的實時性。

技術領域

本發明涉及基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法及系統。

背景技術

隨著全球衛星導航定位系統迅猛發展，在進行導航定位時可見性數目會急劇增多。傳統的基于遍歷法尋求具有最小GDOP值組合的GNSS選星方法需要進行大量的矩陣運算，占據了大量的計算資源，影響導航定位的實時性。后續的改進優化方法依然存在著選星組合較多、運算量過大的問題，而基于變權矢量和的GNSS選星算法根據受力平衡思想減少了大量的矩陣運算，具有實時性、準確性、魯棒性等優點。

現有的多系統選星算法主要有以下兩種：一是申請公布號為CN102540214 A的中國專利申請文件中公開了一種基于導航衛星系統信號源的平滑選星方法，首先將可見衛星按仰角分區，然后進行組合選取最優GDOP值組合的衛星組合，之后將選取的衛星組合作為后續歷元的選星組合首選項。雖然這種方法減少了部分矩陣運算，但是在初次定位過程中依然存在著用時過長的缺點，而且沒有考慮用戶測距誤差項對定位結果的影響。二是申請公布號為CN106707308 A的中國專利申請文件中公開了一種基于非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星算法和裝置，該方法不僅考慮了可視衛星的空間位置，也考慮了UERE誤差項，然而其計算方法過于復雜，且未考慮多系統定位時的不同的衛星導航定位系統存在的系統性誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法，用以解決現有的選星方法過程比較復雜的問題。本發明同時提供一種基于加權受力平衡的多模GNSS選星系統。

為實現上述目的，本發明包括以下技術方案。

一種基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法，包括以下步驟：

(1)配置導航定位所需衛星數目和衛星高度角閾值；

(2)根據導航電文確定可見衛星并計算可見衛星的高度角和方位角；

(3)求取各個可見衛星對應的受力情況；

(4)將可見衛星根據高度角和方位角劃分為不同的區域；

(5)根據確定的導航定位所需不同區域的衛星數目進行組合，根據求取的可見衛星的受力情況求取對應可見衛星組合的受力的合力，其中，合力最小的衛星組合為導航定位求解所需衛星組合。

本方案提供的基于加權受力平衡的多模GNSS選星方法，根據可視衛星所屬系統、空間位置確定可視衛星在站心坐標系的受力狀況，根據可視衛星的高度角、方位角進行分組，然后分析各組衛星的受力狀況，選取最接近受力平衡狀態的一組衛星作為導航定位解算衛星。利用加權受力平衡方法來選取解算衛星組合，可以得到高時效、高精度的定位結果。該方法可以實現在多系統定位下快速確定解算衛星，實時性、精確性、魯棒性較好。而且，減少了傳統選星算法中大量的矩陣運算，占據了較少的計算資源，同時減少了可選衛星組合的數目，提高了選星算法的實時性。另外，該方法不僅考慮了衛星的空間位置分布，同時考慮了不同衛星系統本身的系統誤差，也考慮了由于衛星空間位置分布的不同引起的測距誤差。

進一步地，所述可見衛星的高度角和方位角的計算過程包括：