适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法及装置。在定位解算前，利用卫星伪距残差选星方法，对可用卫星列表中的卫星观测量作进一步筛选排序，提取出残差最小的一组构成高精度卫星可用星列表，并使列表中的卫星再次参与定位解算，以实现对定位误差的有效提高。本发明专利技术地面可操作性强，算法应用简单，无复杂或运算量巨大的算式，即易于工程实现。工程实现。工程实现。

【技术实现步骤摘要】
适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法及装置


[0001]本专利技术属于卫星导航信息处理领域，涉及一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机高精度定位方法，该方法特别适用于中国及周边区域的北斗卫星接收机设计。

技术介绍

[0002]北斗三号卫星导航系统已建成投入使用，北斗二代卫星尚未到寿，在中国及周边地区接收到的北斗可用卫星个数较多，足以满足导航定位解算所需的卫星个数要求。在定位解算前，通常需对即将参与定位解算的卫星进行选择，以获取可用卫星列表。可用卫星列表中各颗卫星的观测量精度决定了定位的精度，而影响卫星观测量精度的因素较多。
[0003]影响定位精度的因素主要包括卫星端误差、传播链路误差以及接收机端误差三个部分。传统的提高定位精度的方法是针对这三个部分误差分别作误差模型修正或改进，来提高参与定位解算卫星的观测量精度。对于卫星端误差，可以采用精密星历或卫星摄动补偿改正；对于传播链路误差，可采用高精度的电离层、对流层模型改正；对于接收机端误差，可以采用优化跟踪环路设计的方法或模型补偿的方法改正。传统方法能够修正大部分误差，对于参与定位解算的卫星观测量精度会有一定的改善，但由于受误差补偿模型系统误差、跟踪算法的局限性等因素影响，卫星观测量精度仍会存在着难以消除的残余误差。残余误差通常情况下不会太大，但会随着卫星端工况、传播链路信号干扰以及卫星接收机工作条件等不可控因素的变化，不可避免地会存在着随机的变化甚至跳变。若不采取措施，这种不可控随机变化或跳变误差将会传播到接收机定位结果里，从而在一定程度上对定位精度产生较大的影响。
[0004]考虑到卫星端误差、传播链路误差以及接收机端误差三个部分误差均会汇总体现在每颗卫星的观测量误差中，且当前可接收的北斗卫星数较多。因此，在接收北斗卫星个数足够多的提前下，在定位解算前，可以设计一种卫星接收机高精度定位方法，对可用卫星列表中的卫星观测量作进一步筛选，以提取到高精度可用卫星列表并使列表中的卫星再次参与定位解算。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机高精度定位方法及装置。
[0006]本专利技术提供的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，采取技术方案包括如下步骤：
[0007]步骤1、基于初选的可用卫星列表预解算获得各个卫星伪距残差；
[0008]步骤2、对步骤1获取的伪距残差排序,获得最优的伪距残差组合，构成高精度可用卫星列表；
[0009]步骤3、基于步骤2获取的卫星可用星列表二次解算得到定位解算结果。
[0010]进一步的，所述步骤1对接收的卫星观测量进行可用星初选，利用初选的可用卫星
列表进行最小二乘预解算，通过预解算获取当前位置的估计值，利用估计值和伪距观测值计算得到各个卫星伪距残差。
[0011]进一步的，所述步骤2对预解算获得的m个卫星的伪距残差进行由大到小排序，从前到后每n个点计算一个残差的均方根值，则得到(m
‑
n+1)个残差均方根值，找出残差均方根值最小的组合，从而获得高精度卫星可用星列表。
[0012]进一步的，在可用星初选时，根据处理器平台的性能，根据卫星分布、卫星方位和高度角信息，按需调整可用星初选个数。
[0013]进一步的，在获得高精度可用卫星列表后再次进行选星，选星改变参与二次定位解算的卫星个数。
[0014]根据本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位装置，采取技术方案如下：
[0015]所述卫星接收机定位装置包括预解算模块、伪距残差排序模块以及二次解算模块，
[0016]所述预解算模块基于初选的可用卫星列表预解算获得各个卫星伪距残差；
[0017]所述伪距残差排序模块对所述预解算模块获取的伪距残差排序,获得最优的伪距残差组合，构成高精度可用卫星列表；
[0018]所述二次解算模块基于所述伪距残差排序模块获取的卫星可用星列表二次解算得到定位解算结果。
[0019]进一步的，所述预解算模块对接收的卫星观测量进行可用星初选，利用初选的可用卫星列表进行最小二乘预解算，通过预解算获取当前位置的估计值，利用估计值和伪距观测值计算得到各个卫星伪距残差。
[0020]进一步的，所述伪距残差排序模块对所述预解算模块获得的m个卫星的伪距残差进行由大到小排序，从前到后每n个点计算一个残差的均方根值，则得到(m
‑
n+1)个残差均方根值，找出残差均方根值最小的组合，从而获得高精度卫星可用星列表。
[0021]进一步的，所述预解算模块在可用星初选时，根据处理器平台的性能，根据卫星分布、卫星方位和高度角信息，按需调整可用星初选个数。
[0022]进一步的，在获得高精度可用卫星列表后再次进行选星，选星改变参与二次定位解算的卫星个数。
[0023]本专利技术的优点是利用中国及周边区域北斗三号与北斗二代卫星共存、可接收、可选择卫星数多的特点，并利用伪距残差排序方法进行卫星观测量精度的筛选。这种方法在完成卫星端误差、传播链路误差以及接收机端误差改正后，又间接地对残余误差大的卫星组合作进一步剔除，选择出最优组合作定位解算，能够在一定程度上提高定位精度。
[0024]参与预解算的卫星数与处理平台性能直接决定了预解算处理时间。本专利技术在预解算时，可根据处理平台性能和定位频度需求自由选择预解算卫星个数，即预解算处理时间可控。预解算获得高精度可用卫星列表后，一方面获得了卫星观测量精度的最优组合，另一方面经筛选后可参与定位卫星个数减少。因而，利用筛选后卫星作二次定位解算的解算时间和解算效果(定位精度)均有一定的提升。
[0025]本专利技术考虑了利用预解算方式先获取各个卫星伪距残差，经伪距残差排序后获取高精度可用卫星列表，再进行二次定位解算。地面可操作性强，算法应用简单，无复杂或运
算量巨大的算式，实时性和运算量方面都可保证在DSP或FPGA硬件平台上的算法编程实现，即易于工程实现。
附图说明
[0026]图1示出了本专利技术实施例提供的适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法原理示意图；
[0027]图2示出了本专利技术实施例提供的卫星伪距残差的分组方法示意图；
[0028]图3示出了本专利技术实施例提供的伪距残差排序选星的流程框图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0030]本专利技术利用中国及周边区域北斗三号与北斗二代卫星共存、可接收卫星数多的特点，在完成卫星端误差、传播链路误差以及接收机端误差改正后，残余误差将会体现在伪距残差中。在定位解算前，利用卫星伪距残差选星方法，对可用卫星列表中的卫星观测量作进一步筛选排序，提取出残差最小的一组构成高精度卫星可用星列表，并使列表中的卫星再次参与定位解算，以实现对定位误差的有效提高。
[0031]图1是本专利技术提出的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机高精度定位方法原理。本专利技术技术解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，其特征在于,包括如下步骤：步骤1、基于初选的可用卫星列表预解算获得各个卫星伪距残差；步骤2、对步骤1获取的伪距残差排序，获得最优的伪距残差组合，构成高精度可用卫星列表；步骤3、基于步骤2获取的卫星可用星列表二次解算得到定位解算结果。2.根据权利要求1所述的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，其特征在于，所述步骤1对接收的卫星观测量进行可用星初选，利用初选的可用卫星列表进行最小二乘预解算，通过预解算获取当前位置的估计值，利用估计值和伪距观测值计算得到各个卫星伪距残差。3.根据权利要求1所述的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，其特征在于，所述步骤2对预解算获得的m个卫星的伪距残差进行由大到小排序，从前到后每n个点计算一个残差的均方根值，则得到(m
‑
n+1)个残差均方根值，找出残差均方根值最小的组合，从而获得高精度卫星可用星列表。4.根据权利要求1所述的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，其特征在于，在可用星初选时，根据处理器平台的性能，根据卫星分布、卫星方位和高度角信息，按需调整可用星初选个数。5.根据权利要求1所述的一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位方法，其特征在于，在获得高精度可用卫星列表后再次进行选星，选星改变参与二次定位解算的卫星个数。6.一种适用于北斗卫星导航系统的卫星接收机定位装置，其特征在于，所述卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勋，韩舒文，孙艺宁，高亚豪，祖秉法，庄树峰，刘璞，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：