本发明专利技术提供一种全球卫星导航系统接收机星座优选方法，包括：初始化星座选择集合；在当前集合中添加一颗卫星构成新的星座选择集合；计算新集合的GDOP值，当其为局部最小值时，记录该新集合；遍历所有卫星以获得当前规模的局部最优星座选择集合；将集合规模扩大，重复局部最优化选择过程；达到所需规模时，选出当前GDOP最小的集合作为最终结果，本发明专利技术计算量小，不依赖于可见卫星均匀分布假设，且考虑了不同卫星导航系统时间偏差对GDOP的影响，适用于具有不规则障碍物遮挡的复杂环境下的星座优选。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
目前全球卫星导航系统处于蓬勃发展状态，世界上共有四大卫星导航系统，包括 已建成的GPS系统、GLONASS系统、北斗二代区域导航系统以及正在建设中的北斗二代二期 全球导航系统和GALILEO系统。可以预见在不久的将来，全球绝大部分区域上空在任意时 刻均有不低于50颗可见的导航卫星。从理论上说，卫星导航接收机只需要4颗卫星就可以 计算自身的位置信息，而更多的可见卫星可以带来更高的定位精度，但卫星数量对定位精 度的提升效果呈现递减趋势。考虑实际卫星导航接收机的处理能力和功耗，在为数众多的 可见卫星中选择数量有限、几何精度稀释因子（GD0P)小的部分卫星作为星座优选集合用 于定位具有很大的实际应用价值。 星座优选技术普遍存在以下问题：GD0P的计算过程涉及复杂的矩阵求逆过程，计 算量大；当可见卫星总数增加时，可能的卫星集合组合情况呈指数增长趋势。在现有技术 的导航接收机星座优选算法主要有：分组选择法、二维/三维凸壳法、贪心选择法等。上述 方法均假设了导航接收机工作在开阔环境，且可见卫星均匀分布于天空中。在一些复杂场 景下，如城市等遮挡严重，障碍物形状不规则的场景中，上述方法无法保证选择结果的可靠 性。并且上述方法均忽略了不同卫星导航系统的时间差异对GD0P的影响，无法满足多系统 卫星导航接收机星座优选的要求。对于一【申请号】201210585006. 0,该专利就是通过设定接 收信号能量阈值、GD0P阈值及最大选星数，在选择一定数量的高能量信号基础上，选取次优 GD0P的星座结构，使得计算量大，依赖于可见卫星均匀分布假设，且没有考虑了不同卫星导 航系统时间偏差对GD0P的影响，而且不适用于具有不规则障碍物遮挡的复杂环境下的星 座优选。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种全球卫星导航系统接收机星座优选方 法。 本专利技术是这样实现的：，包括如下步 骤： 步骤1、选择4颗可见卫星作为初始化集合，记为集合（4,4)，将剩余卫星随机编号 为1到N，N为剩余卫星的数量，初始化局部变量M= 5 ; 步骤2、初始化局部变量i=M，k= 4; 步骤3、将第i颗卫星添加至集合（k，M-l)，构成新集合，记为S(i，k，M)，，并计算 出几何权重因子矩阵Gi及⑶0P值； 步骤4、判断若S(i，k，M)集合的⑶0P值最小，则将S(i，k，M)作为新的集合（i， M)； 步骤5、判断k是否等于i-1 ;若不等，则令k=k+1，转至步骤3 ;否则转至步骤6 ; 步骤6、判断i是否等于N;若不等，则令i=i+1，转至步骤3 ;否则转至步骤7 ; 步骤7、判断当前是否已获得所需规模的卫星选择集合；若是，转至步骤8,否则， 令M=M+1，转至步骤2 ; 步骤8、从集合1至集合N中选出⑶0P最小的集合，即为星座优选结果。 进一步地，所述步骤1中，选择4颗可见卫星的方法为选择方法为按地理位置平均 选择，即按照卫星仰角将视野分为四个区域，分别是〇~90°，90~180°，180~270°和 270~360°，并从每个区域中选择一颗卫星进入初始集合，若某区域中不包含卫星，则从 相邻区域中选择一颗作为补充，且该4颗卫星来自同一个卫星导航系统。 进一步地，所述步骤3中计算出几何权重因子矩阵匕及⑶0P值进一步具 为：若新添加的卫星属于集合中已有的卫星导航系统中的卫星，则h的计算公式为：【主权项】1. ，其特征在于：包括如下步骤： 步骤1、选择4颗可见卫星作为初始化集合，记为集合（4,4)，将剩余卫星随机编号为1 到N，N为剩余卫星的数量，初始化局部变量M = 5 ; 步骤2、初始化局部变量i = M，k = 4 ; 步骤3、将第i颗卫星添加至集合（k，M-l)，构成新集合，记为S(i，k，M)，并计算出几何 权重因子矩阵Gi及⑶OP值； 步骤4、判断若S(i，k，M)集合的⑶OP值最小，则将S(i，k，M)作为新的集合（i，M); 步骤5、判断k是否等于i-1 ;若不等，则令k = k+1，转至步骤3 ;否则转至步骤6 ; 步骤6、判断i是否等于N ;若不等，则令i = i+1，转至步骤3 ;否则转至步骤7 ; 步骤7、判断当前是否已获得所需规模的卫星选择集合；若是，转至步骤8,否则，令M = M+1，转至步骤2 ; 步骤8、从集合1至集合N中选出GDOP最小的集合，即为星座优选结果。2. 根据权利要求1所述的，其特征在于： 所述步骤1中，选择4颗可见卫星的方法为选择方法为按地理位置平均选择，即按照卫星仰 角将视野分为四个区域，分别是〇~90°，90~180°，180~270°和270~360°，并从 每个区域中选择一颗卫星进入初始集合，若某区域中不包含卫星，则从相邻区域中选择一 颗作为补充，且该4颗卫星来自同一个卫星导航系统。3. 根据权利要求1所述的，其特征在于： 所述步骤3中计算出几何权重因子矩阵匕及GDOP值进一步具为：若新添加的卫星属于集合应的几何权重因子矩阵，h为第i颗卫星的观测向量；否则，Gi和⑶OP的计算公式分别为：4. 根据权利要求1所述的，其特征在于： 所述步骤4中集合（i，M)包括卫星编号、GDOP值和几何权重因子矩阵匕。【专利摘要】本专利技术提供，包括：初始化星座选择集合；在当前集合中添加一颗卫星构成新的星座选择集合；计算新集合的GDOP值，当其为局部最小值时，记录该新集合；遍历所有卫星以获得当前规模的局部最优星座选择集合；将集合规模扩大，重复局部最优化选择过程；达到所需规模时，选出当前GDOP最小的集合作为最终结果，本专利技术计算量小，不依赖于可见卫星均匀分布假设，且考虑了不同卫星导航系统时间偏差对GDOP的影响，适用于具有不规则障碍物遮挡的复杂环境下的星座优选。【IPC分类】G01S19-28【公开号】CN104820228【申请号】CN201510216519【专利技术人】石江宏, 彭敖, 李耿民 【申请人】厦门大学【公开日】2015年8月5日【申请日】2015年4月30日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全球卫星导航系统接收机星座优选方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、选择4颗可见卫星作为初始化集合，记为集合(4，4)，将剩余卫星随机编号为1到N，N为剩余卫星的数量，初始化局部变量M＝5；步骤2、初始化局部变量i＝M，k＝4；步骤3、将第i颗卫星添加至集合(k，M‑1)，构成新集合，记为S(i，k，M)，并计算出几何权重因子矩阵Gi及GDOP值；步骤4、判断若S(i，k，M)集合的GDOP值最小，则将S(i，k，M)作为新的集合(i，M)；步骤5、判断k是否等于i‑1；若不等，则令k＝k+1，转至步骤3；否则转至步骤6；步骤6、判断i是否等于N；若不等，则令i＝i+1，转至步骤3；否则转至步骤7；步骤7、判断当前是否已获得所需规模的卫星选择集合；若是，转至步骤8，否则，令M＝M+1，转至步骤2；步骤8、从集合1至集合N中选出GDOP最小的集合，即为星座优选结果。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石江宏，彭敖，李耿民，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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