[發明專利]陸基長波導航/授時系統ASF預測數據庫快速建庫方法

有效

• 申請號: 202011636854.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112781593B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 蒲玉蓉;席曉莉;孫榮爽
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王敏強

本發明公開了一種陸基長波導航/授時系統ASF預測數據庫快速建庫方法。首先將區域網格化：針對某發射臺站，確定發射臺站經緯度信息，并以其為中心，以q角度為間隔形成輻射路徑。按照步長Dd等分各路徑，獲取各等分點的經緯度信息；然后獲取路徑參數信息：通過長波地理信息系統，基于各等分點的經緯度信息，獲取路徑參數信息，包括高程h、大地電導率s、相對介電常數e_r，形成路徑參數數據庫；最后根據獲得的數據，并行計算各點的ASF。本發明基于GPU平臺，利用積分方法的迭代過程實現了快速計算發射臺站周圍ASF修正值，大大縮短了計算時間。

技術領域

本發明屬于陸基長波導航/授時技術領域，具體涉及一種陸基長波導航/授時系統ASF預測數據庫快速建庫方法。

背景技術

以羅蘭C系統、e羅蘭系統、長河二號系統等為代表的陸基長波導航/授時系統，具有覆蓋范圍大、全天候、抗干擾能力強、可靠性高、穩定性好等突出優點，是現代PNT體系的重要組成部分。然而，陸基長波導航/授時系統的精度受到諸多因素的影響，其中，影響最大的是附加二次相位因子(Additional Secondary phase Factor，ASF)的修正精度，它可能使系統定位誤差達到幾海里甚至更大。

通常采用理論預測或實測的方法獲取不同位置的ASF修正數據，并制備成以地理網格形式分布的ASF數據庫，加載于陸基長波導航/授時接收機中。然而，對于陸基長波導航/授時臺所覆蓋的廣大區域而言，目前并未構建完成高精度的ASF修正數據庫，僅在局部區域進行了ASF修正方法的驗證。快速制備大面積高精度的ASF修正數據庫，尤其是隨傳播路徑環境變化，實現ASF修正數據的快速更新，是該領域的迫切需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種陸基長波導航/授時系統ASF預測數據庫快速建庫方法，實現在較短時間內完成陸基長波導航/授時發射臺站周圍ASF修正值的計算或更新。

本發明所采用的技術方案是，陸基長波導航/授時系統ASF預測數據庫快速建庫方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、區域網格化，針對某發射臺站，確定發射臺站經緯度信息，并以發射臺為中心，以θ角度為間隔形成輻射路徑，以正北方向為起始方向，順時針劃分角度間隔，按照步長Δd等分各路徑，稱所有路徑上的等分點為區域的網格點，獲取各網格點的經緯度信息；

步驟2、獲取網格點地理信息，通過長波地理信息系統，基于各網格點的經緯度信息，獲取路徑參數信息，包括高程h、大地電導率σ、相對介電常數ε_r，形成路徑參數數據庫；

步驟3、計算附加二次相位因子ASF，根據步驟2獲得的數據，通過積分方法的迭代過程，并行計算出各網格點的附加二次相位因子ASF，并將各網格點的附加二次相位因子ASF按路徑存入文件中，一條路徑的附加二次相位因子ASF存于一個.dat文件，文件以“發射臺名+路徑與正北方向的夾角θ”命名，最終得到發射臺附近區域的ASF預測數據庫。

本發明的特點還在于，

步驟1中θ大于0度，小于1度。

步驟1中步長Δd小于200m。

步驟3具體如下：

步驟3.1、從所述步驟2得到的路徑參數數據庫中讀入各網格點的地理信息存入二維數組中，對高程h進行小波濾波處理，將參數數組從CPU內存復制到GPU內存，以便后續在GPU中并行計算；

步驟3.2、利用積分方法的迭代過程并行計算各點的衰減因子W_g，并存入衰減因子數組中；

步驟3.3、將在GPU計算得到的衰減因子數組復制回CPU中，地波衰減因子的相位又稱為二次時延，可得到時延tw；

步驟3.4、利用積分方法計算得到一條海水路徑下的衰減因子，海水路徑下衰減因子的相位即為二次相位因子SF；