一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法技术

本发明专利技术属于北斗定位技术领域，尤其涉及一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法。包括：北斗接收机接收伪卫星和真实卫星的信号；根据接收的卫星信号，得到伪卫星和真实卫星的伪距观测方程；对伪卫星进行时间同步；根据伪卫星伪距观测方程，推导伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型；根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值；对不同伪卫星组网方式下，对北斗接收机的VDOP垂直方向定位精度衰减因子值和NDOP南北方向的定位精度衰减因子值进行分析，实现伪卫星对于北斗定位精度的改进。本发明专利技术可增强接收机垂直和南北方向的导航信号，使接收机垂直和南北方向上的定位精度得到显著提高。到显著提高。到显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法


[0001]本专利技术属于北斗定位
，尤其涉及一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着北斗卫星导航系统的逐渐完善，它在我们日常生活中的应用也逐渐广泛。但由于地球的遮挡以及我国所处的地理环境，接收机所能观测到的可视卫星均分布在接收机的上方和南方，这就导致了接收机垂直方向和南北方向上定位精度较低。因此，如何提高北斗卫星导航系统在南北和垂直方向上的定位精度成了当前研究的热点。
[0003]所谓伪卫星，它就是指布设在特定位置的地面或者低空平台上的发射某种定位信号的发射器，其功能与导航卫星的功能相似。近年来，由于伪卫星对于导航系统的定位有很大的帮助。
[0004]目前，全球导航卫星系统技术发展迅猛，有很多优秀的技术可以使用。使用这些技术可以有效解决北斗卫星导航系统在国内存在的南北方向定位精度低的问题，然而高程定位精度问题却一直未能得到解决。
[0005]因此，我们希望通过在地面或低空平台添加伪卫星这种方式来提高高程定位精度，为全球导航卫星系统技术提供必要的补充。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法。其目的是为了解决卫星遮挡、信号不足等问题，实现提高接收机垂直和南北方向上的卫星导航定位定位精度的专利技术目的。
[0007]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
[0008]一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，包括以下步骤：
[0009]S1：北斗接收机接收伪卫星和真实卫星的信号；
[0010]S2：根据所接收到的卫星信号，得到伪卫星和真实卫星的伪距观测方程；
[0011]S3：对伪卫星进行时间同步，消除伪卫星钟差；
[0012]S4：根据伪卫星的伪距观测方程，推导伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型；
[0013]S5：根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值；
[0014]S6：对不同伪卫星组网方式下，对北斗接收机的VDOP垂直方向的定位精度衰减因子值和NDOP南北方向的定位精度衰减因子值进行分析，实现伪卫星对于北斗定位精度的改进。
[0015]更进一步的，所述伪卫星设置在接收机作业范围的北部地面或低空平台附近。
[0016]更进一步的，所述得到的伪卫星和真实卫星的伪距观测方程为：
[0017][0018][0019]其中：ρ
u
为接收机观测到的伪卫星的伪距；x
u
，y
u
，z
u
为伪卫星的位置坐标；x，y，z为接收机的位置坐标；c为光速；Δt为接收机钟差；δ为伪卫星的钟差；e
u
为伪卫星信号在传输过程中出现的误差；ρ
s
为接收机观测到的真实卫星的伪距；x
s
，y
s
，z
s
为真实卫星位置坐标；e
s
为真实卫星信号传输过程中出现的误差；Δt
s
为真实卫星的钟差。
[0020]更进一步的，所述对伪卫星进行时间同步，采用标准点自时间同步，原理如下：
[0021][0022]其中：为伪卫星与真实卫星间的钟差；为伪卫星观测真实卫星得到的伪距测量值；为伪卫星观测真实卫星时的误差；p为伪卫星与真实卫星的真实距离；x
s
，y
s
，z
s
为真实卫星位置坐标；x
a
，y
a
，z
a
为伪卫星的位置坐标。
[0023]更进一步的，所述最小二乘定位算法模型，包括以下步骤：
[0024]S51：在伪卫星完成时间同步后，将真实卫星与伪卫星的伪距观测方程组合起来并进行线性化，得到一个新的观测方程；
[0025]S52：对新观测方程使用最小二乘法进行迭代解算。
[0026]更进一步的，所述根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值，包括以下步骤：
[0027]S61：由新观测方程得到权系数矩阵；
[0028]S62：将原本由空间直角坐标系进行表达的站坐标进行转换，转换为由大地坐标系进行表达，可得转换后的权系数矩阵；
[0029]S63：由转换后权系数矩阵可得垂直和南北方向的DOP定位精度衰减因子值。
[0030]更进一步的，所述不同伪卫星组网方式包括：
[0031]在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，距离地面均为40米；
[0032]在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，中部再部署一颗伪卫星，距离地面均为40米；
[0033]在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，中部再部署两颗伪卫星，距离地面均为40米。
[0034]一种基于伪卫星的北斗定位精度改进装置，包括：
[0035]信号接收模块，用于接收北斗接收机接收伪卫星和真实卫星的信号；
[0036]伪距计算模块，用于根据所接收到的卫星信号，得到伪卫星和真实卫星的伪距观测方程；
[0037]时间同步模块，用于对对伪卫星进行时间同步，消除伪卫星钟差；
[0038]迭代求解模块，用于根据伪卫星的伪距观测方程，推导伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型；
[0039]线性化模块，用于将真实卫星与伪卫星的伪距观测方程组合起来得到求出方程中
的未知数；
[0040]坐标系转换模块，用于根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值；
[0041]伪卫星组网模块，用于对不同伪卫星组网方式下，对北斗接收机的VDOP垂直方向的定位精度衰减因子值和NDOP南北方向的定位精度衰减因子值进行分析，实现伪卫星对于北斗定位精度的改进。
[0042]进一步的，所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进装置，所述得到的伪卫星和真实卫星的伪距观测方程为：
[0043][0044][0045]其中：ρ
u
为接收机观测到的伪卫星的伪距；x
u
,y
u
,z
u
为伪卫星的位置坐标；x,y,z为接收机的位置坐标；c为光速；Δt为接收机钟差；δ为伪卫星的钟差；e
u
为伪卫星信号在传输过程中出现的误差；ρ
s
为接收机观测到的真实卫星的伪距；x
s
,y
s
,z
s
为真实卫星位置坐标；e
s
为真实卫星信号传输过程中出现的误差；Δt
s
为真实卫星的钟差；
[0046]所述对伪卫星进行时间同步，采用标准点自时间同步，原理如下：
[0047][0048]其中：为伪卫星与真实卫星间的钟差；为伪卫星观测真实卫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：包括以下步骤：S1：北斗接收机接收伪卫星和真实卫星的信号；S2：根据所接收到的卫星信号，得到伪卫星和真实卫星的伪距观测方程；S3：对伪卫星进行时间同步，消除伪卫星钟差；S4：根据伪卫星的伪距观测方程，推导伪卫星与真实卫星组合的最小二乘定位算法模型；S5：根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值；S6：对不同伪卫星组网方式下，对北斗接收机的VDOP垂直方向的定位精度衰减因子值和NDOP南北方向的定位精度衰减因子值进行分析，实现伪卫星对于北斗定位精度的改进。2.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：所述伪卫星设置在接收机作业范围的北部地面或低空平台附近。3.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：所述得到的伪卫星和真实卫星的伪距观测方程为：到的伪卫星和真实卫星的伪距观测方程为：其中：ρ
u
为接收机观测到的伪卫星的伪距；x
u
,y
u
,z
u
为伪卫星的位置坐标；x,y,z为接收机的位置坐标；c为光速；Δt为接收机钟差；δ为伪卫星的钟差；e
u
为伪卫星信号在传输过程中出现的误差；ρ
s
为接收机观测到的真实卫星的伪距；x
s
,y
s
,z
s
为真实卫星位置坐标；e
s
为真实卫星信号传输过程中出现的误差；Δt
s
为真实卫星的钟差。4.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：所述对伪卫星进行时间同步，采用标准点自时间同步，原理如下：其中：为伪卫星与真实卫星间的钟差；为伪卫星观测真实卫星得到的伪距测量值；为伪卫星观测真实卫星时的误差；p为伪卫星与真实卫星的真实距离；x
s
,y
s
,z
s
为真实卫星位置坐标；x
a
,y
a
,z
a
为伪卫星的位置坐标。5.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：所述最小二乘定位算法模型，包括以下步骤：S51：在伪卫星完成时间同步后，将真实卫星与伪卫星的伪距观测方程组合起来并进行线性化，得到一个新的观测方程；S52：对新观测方程使用最小二乘法进行迭代解算；所述根据最小二乘定位算法模型，给出用于接收机定位精度评估的南北和垂直方向的精度衰减因子值，包括以下步骤：S61：由新观测方程得到权系数矩阵；S62：将原本由空间直角坐标系进行表达的站坐标进行转换，转换为由大地坐标系进行表达，可得转换后的权系数矩阵；
S63：由转换后权系数矩阵可得垂直和南北方向的DOP定位精度衰减因子值。6.根据权利要求1所述的一种基于伪卫星的北斗定位精度改进方法，其特征是：所述不同伪卫星组网方式包括：在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，距离地面均为40米；在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，中部再部署一颗伪卫星，距离地面均为40米；在接收机作业范围北部部署两颗伪卫星，中部再部署两颗伪卫星，距离地面均为40米。7.一种基于伪卫星的北斗定位精度改进装置，其特征是：包括：信号接收模块，用于接收北斗接收机接收伪卫星和真实卫星的信号；伪距计算模块，用于根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欢，佟昊松，刘志力，孙茜，宋进良，肖楠，卢斌，何立帅，温鑫，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司国家电网有限公司沈阳卓远平方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：