[發(fā)明專利]一種GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航免定位快速粗略頻差估計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110527476.0
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113109850B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鵬;黃雅靜;馮璐;聶俊偉;仝海波;陳雨鶯;鄭昱;張竹嫻
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙學(xué)院
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42
• 代理公司: 長沙市護(hù)航專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航免定位快速粗略頻差估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100、選定GNSS中參與頻差估計(jì)的若干衛(wèi)星，所有衛(wèi)星的載波多普勒都存在一個(gè)共同頻差值；

S200、計(jì)算所有選定衛(wèi)星相對地表靜止接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度最大值v_max；

所述v_max的表達(dá)式為：

式中，|v₀|_max為衛(wèi)星的最大速度，α_min為衛(wèi)星速度矢量和位置矢量的最小夾角，h_min表示衛(wèi)星繞地球運(yùn)行最小軌道半徑，r_max表示地球長半軸，el為地球表面用戶仰角；

S300、選取其中一顆衛(wèi)星作為基準(zhǔn)星；

S400、計(jì)算每顆衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒的差值；

S500、根據(jù)所有衛(wèi)星類型與其對應(yīng)的v_max，判斷各顆衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒差值是否符合預(yù)設(shè)范圍，所述預(yù)設(shè)范圍的值為被測衛(wèi)星和基準(zhǔn)衛(wèi)星的最大速度之和；如果差值超出預(yù)設(shè)范圍則終止頻差估計(jì)流程，否則進(jìn)入步驟S600；

S600、根據(jù)所有衛(wèi)星的載波多普勒計(jì)算粗略頻差值，所述粗略頻差值為所有衛(wèi)星的共同頻差值；

具體表現(xiàn)為：接收機(jī)收到的衛(wèi)星信號多普勒觀測值，是由一個(gè)共同頻差值和各顆衛(wèi)星各自的多普勒頻移組成，根據(jù)此特性將所有衛(wèi)星的多普勒觀測值求和，假設(shè)有N顆衛(wèi)星，則得到N倍共同頻差值和N顆衛(wèi)星的多普勒頻移總和，對其求平均之后得到一個(gè)粗略的頻差值，設(shè)定每顆衛(wèi)星多普勒觀測值f_i＝f_i'+f_d，其中，f_i'表示衛(wèi)星真實(shí)多普勒頻移值，f_d表示共同頻差值，則粗略頻差值Δf的表達(dá)式如下：

式中，由于在接收機(jī)初次啟動(dòng)時(shí)，共同頻差值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于衛(wèi)星多普勒頻移，即則相較于f_d可忽略不計(jì)，最后得到Δf≈f_d。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航免定位快速粗略頻差估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S100中選定的若干衛(wèi)星為BDS星座中的三種類型衛(wèi)星：GEO衛(wèi)星、IGSO衛(wèi)星、MEO衛(wèi)星。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航免定位快速粗略頻差估計(jì)方法，其特征在于，設(shè)定GEO衛(wèi)星為基準(zhǔn)星，則每顆不同類型衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒的差值應(yīng)滿足如下條件，才可進(jìn)入步驟S600：

Δv_GEO≤|v_GEO|_max+|v_GEO|_max

Δv_IGSO≤|v_IGSO|_max+|v_GEO|_max

Δv_MEO≤|v_MEO|_max+|v_GEO|_max

式中，Δv_GEO表示GEO衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒的差值，Δv_IGSO表示IGSO衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒的差值，Δv_MEO表示MEO衛(wèi)星與基準(zhǔn)星的載波多普勒的差值，|v_GEO|_max表示GEO衛(wèi)星相對地表靜止接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度最大值，|v_IGSO|_max表示IGSO衛(wèi)星相對地表靜止接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度最大值，|v_MEO|_max表示MEO衛(wèi)星相對地表靜止接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度最大值。