一种用于单星座卫星导航系统的选星方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于单星座卫星导航系统的选星方法，属于卫星导航领域。本方法通过分析最佳可见星组合的几何构型特点，根据各可见星仰角值和方位角值的分布特征并结合四面体体积逐一选出定位解算所需的最少数目可见卫星；有效地解决了传统选星方法中存在大量的矩阵乘法和矩阵求逆的问题，减少了计算量并提升了接收机处理速度；操作简便，选星原理简单，速度高。本方法适用于所有的全球导航卫星系统，同时也满足高动态用户对实时性的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种用于单星座卫星导航系统的选星方法，属于卫星导航领域。
技术介绍
卫星导航定位解算精度取决于卫星的伪距观测量误差和几何精度因子⑶0P，而⑶OP是由用于定位解算的卫星几何分布決定的。利用单星座的卫星进行定位最少需要四颗用户可视的卫星，以提供用户确定三维位置和接收机钟差所必需的最少四个观测量。本专利技术要解决的问题就是如何快速选出几何分布较优、数目尽量少的可见星。传统的选星方法是在可见星中找出所有四星组合，通过计算所有组合的GDOP值或用户到四星的単位向量的終点所组成的四面体体积，从中选出⑶OP值最小或四面体体积最大的四星组合作为最终的选星結果。假设在某一观测时刻，用户可同时观测到某卫星导航系统的n(n彡4)颗卫星，一种传统的选星方法是在n颗卫星中遍历所有的四星组合所对应的GDOP值，并选出GDOP值最小的一组作为最終的选星結果。由于GDOP与用户到四星的単位向量的終点所组成的四面体体积成反比，因此另ー种传统的选星方法是在n颗卫星中遍历所有的四星组合所对应的四面体体积，并选出四面体体积最大的一组作为最終的选星結果。若选出的四颗卫星在地心地固(ECEF)坐标系下对应的位置坐标为(Xpypzi) (i = 1，2，3，4)，用户在ECEF坐标系下对应的位置坐标为(xu，yu, zu)，则⑶OP的计算公式如下

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于单星座卫星导航系统的选星方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I、根据不同全球卫星导航系统星座的卫星数目和布局，设置所选卫星组合的⑶OP门限值；根据接收机所处位置对卫星导航系统中卫星的视野设置高度截止角； 步骤2、根据卫星星历中表征卫星健康状况的相关参数剔除卫星导航系统内的非健康星，计算每个健康卫星在地心地固坐标系下的位置坐标，并根据步骤I设置的高度截止角在健康卫星中获取可见星总数n ； 步骤3、将可见星在地心地固坐标系下的坐标转换到以用户为中心，分别以其东向、北向和天顶方向为坐标系三轴的ENU坐标系内，并单位化,记录其在以用户为球心的单位球面上的位置坐标； 步骤4、在ENU坐标系内，计算各可见星的高度角和方位角，并选择高度角最大的卫星作为选星结果的第一颗卫星SI ； 步骤5、根据可见星总数进行判断，若n ( 6，则在剩余可见星中遍历三星组合，选出与SI组合后对应的四面体体积最大的三星组合作为选星结果的第二、三、四颗星S2、S3、S4，然后转入步骤9 ;若n > 6，转入步骤6 ； 步骤6、计算各可见星在单位球面上对应的位置与SI在单位球面上对应的位置之间的距离，选择距离最大的可见星作为选星结果的第二颗卫星S2 ； 步骤7、选取第三颗卫星S3 ； 步骤7. 1，将除去已确定的SI、S2以外的可见星的高度角与S2的高度角作差，取出差值的绝对值小于a的卫星； 步骤7. 2，将步骤7. I得到的卫星的方位角与S2的方位角作差；若差值的绝对值大于180°，则将该绝对值再与240°作差；若差值的绝对值小于180°，将该...

【专利技术属性】
技术研发人员：许承东，张鹏飞，胡春生，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：