一种卫星导航接收机的定位定速解算方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星导航接收机的定位定速解算方法和装置，包括：通过按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，并在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数，从而使得在卫星导航接收机进行定位定速过程中，卫星导航接收机的解算模块可以自动根据实际情况来增加或者减少使用第二方式的次数来进行定位和/或定速，进而减少了矩阵运算的复杂度和运算强度，节约了卫星导航接收机的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星导航接收机的定位定速解算方法
本专利技术涉及卫星导航
，尤指一种卫星导航接收机的定位定速解算方法。
技术介绍
目前，卫星导航接收机通常需要执行四个功能模块，即捕获、跟踪、同步解调和定位解算，其中，定位解算模块是利用伪距和伪距率测量来计算载体的位置、速度、加速度等导航定位参数，可以直接影响用户接收机的导航精度，因此，定位解算是卫星导航接收机的重要组成部分。现有技术中，在导航的过程中，需一直需要至少4颗卫星，通过采用最小二乘法(LS)和扩展卡尔曼滤波法(EKF)或者其他方法来优化计算。但是，无论是采用最小二乘法还是卡尔曼滤波法或者其他方法，定位解算都需要通过矩阵求逆、矩阵相乘或\和相加等运算，其中，矩阵的大小与卫星的数目有关，卫星越多矩阵越大，如果参与定位解算的卫星越多，其相应地计算强度也大越大，从而导致功耗就越大。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种卫星导航接收机的定位定速解算方法，可以通过较少的卫星参与运算，简化了运算的复杂度且降低了运算强度。第一方面，本专利技术实施例提供一种卫星导航接收机的定位定速解算方法，该方法包括：按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速；在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数。第二方面，本专利技术实施例提供一种卫星导航接收机的定位定速解算装置，该装置包括：解算模块和判断模块；所述解算模块，用于按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速；所述判断模块，用于在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数。本专利技术实施例提供的一种卫星导航接收机的定位定速解算方法和装置，通过按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速，并在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数，从而使得在卫星导航接收机进行定位定速过程中，可以自动根据实际情况来增加或者减少使用第二方式的次数来进行定位和/或定速，进而减少了矩阵运算的复杂度和运算强度，节约了卫星导航接收机的功耗。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1为本专利技术提供的一种卫星导航接收机的定位定速解算方法实施例一的流程示意图；图2为本专利技术提供的一种卫星导航接收机的定位定速解算装置实施例一的结构示意图；图3为本专利技术提供的一种卫星导航接收机的定位定速解算装置实施例二的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本专利技术实施例涉及的卫星导航接收机的定位定速解算方法，应用于卫星导航接收机，可以适用于所有导航系统，例如，其中主要的四个卫星导航系统中，包括有GPS、GLONASS、伽利略和BD导航系统，其中GPS、BD和伽利略均采用(CodeDivisionMultipleAccess，简称：CDMA)信号制式，只有GLONASS采用(FrequencyDivisionMultipleAccess，简称：FDMA)信号制式，但并不以此为限。本实施例涉及的方法，旨在解决现有技术中在定位定速解算时，需要通过多个卫星参与解算，使得计算复杂且强度大，从而导致卫星导航接收的功耗过大的技术问题。下面以具体地实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。图1为本专利技术提供的卫星导航接收机的定位定速解算方法实施例一的流程示意图。本实施例涉及的是简化定位定速计算的具体过程。如图1所示，所述方法包括：S101、按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速。具体的，在卫星导航接收机进行定位定速过程中，高功耗的主要来源于其复杂的计算公式和高强度的计算，通常采用最小二乘法还是卡尔曼滤波法或者其它方法来优化计算过程，但还是需要计算矩阵求逆、矩阵相乘和相加等运算，现在常用的定位是按照伪距观测方程组的进行计算，其计算公式如下：其中，(x(n)，y(n)，z(n))表示已知的第n颗卫星的位置坐标(n为自然数),(x，y，z)是卫星导航接收机的位置坐标，δtu是卫星导航接收机的时钟偏差，c为光速，ρ(n)是已知的第n颗卫星到用户的伪距，c·δtu是卫星导航接收机的时钟偏差产生的等效距离误。现在常用的定位是按照定速方程组的进行计算，其计算公式如下：其中，(vx，vy，vz)是卫星导航接收机在x、y、z方向的速度，δfu是卫星导航接收机的时钟频漂，是已知的第n颗卫星与卫星导航接收机之间的伪距变化率，是已知的第n颗卫星在x、y、z方向的速度，δf(n)是已知的第n颗卫星的时钟频漂；是来自伪距观测方程组获得的卫星导航接收机的位置坐标。由上述计算式可以看出，对于定速需要求解(x，y，z，δtu)四个未知数，定位需要求解(vx，vy，vz，δfu)这四个未知数，因此，至少需要四颗卫星才能够求解出该车辆所在的位置，在这里把这种常用的求解方式作为本专利技术实施例中的第一方式，而在卫星导航接收机进行定位定速过程中，如果定位定速的状态一直很平稳时，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星导航接收机的定位定速解算方法，其特征在于，所述方法包括：按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速；在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数。

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航接收机的定位定速解算方法，其特征在于，所述方法包括：按照预定规则交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速，其中，所述第一方式是指采用至少四颗卫星按照伪距观测方程组和/或定速方程组进行定位和/或定速，所述第二方式是指采用第一方式计算得到的结果作为第二方式的估算值进行定位和/定速；在交替使用第一方式及第二方式进行定位和/或定速的过程中，按照预定的周期判断根据第一方式计算得到的结果是否满足预定条件，如果满足预定条件时则增加使用第二方式进行定位和/或定速的次数，如果在不满足预定条件时则减少使用第二方式进行定位和/或定速的次数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定规则包括：每使用M次第一方式，使用N次第二方式，其中，M≥1，N≥0，M、N均为自然数；所述N的取值为固定值或第一数值范围内的随机值；当N为固定值时，若按照预定的周期判断满足预定条件时，则增大N来提高使用第二方式的次数；若按照预定的周期判断不满足预定条件时，则减小N来降低使用第二方式的次数；当N为随机值时，若按照预定的周期判断满足预定条件时，则提高所述第一数值范围的取值上限或者提高所述第一取值范围的上限和下限来提高使用第二方式的次数，若按照预定的周期判断不满足预定条件时，则降低所述第一数值范围的取值下限或者降低所述第一取值范围的上限和下限来降低使用第二方式的次数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定规则还包括：每使用第一时间长度t1的第一方式，使用第二时间长度t2的第二方式，其中，t1>0，t2≥0；所述第二时间长度t2的取值为固定值或第三时间长度范围内的随机值；当所述第二时间长度t2为固定值时，若按照预定的周期判断满足预定条件时，则增大所述第二时间长度t2来延长使用第二方式的时间，若按照预定的周期判断不满足预定条件时，则减小所述第二时间长度t2来缩短使用第二方式的时间；当所述第二时间长度t2为随机值，若按照预定的周期判断满足预定条件时，则增大所述第三时间长度范围t3的取值上限或者提高所述第三时间长度范围t3的上限和下限来延长使用第二方式的时间，若按照预定的周期判断不满足预定条件时，则降低所述第三时间长度范围t3的取值下限或者降低所述第三时间长度范围t3的上限和下限来缩短使用第二方式的次数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对预定条件按照预定的周期进行判断，若连续判断后还满足预定条件，则增大所述预定的周期，若连续判断后不满足预定条件，则减小所述预定的周期。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定条件，包括：将采用第一方式在所述预定的周期内的至少两个不同时刻计算得到的结果进行比较，其中，所述至少两个不同时刻计算得到的结果必须包括在所述预定的周期内最后时刻计算的结果；如果比较值的变化范围在预定范围内，则满足预定条件，如果比较值的变化范围不在预定范围内，则不满足预定条件。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用估算值进行定位包括：在满足预定条件时，将采用第一方式在所述预定的周期内最后时刻按照所述伪距观测方程组计算的结果作为时钟偏差的估算值，并再次按照所述伪距观测方程组计算得到所述卫星导航接收机的位置；采用估算值进行定速包括：在满足预定条件时，将采用第一方式在所述预定的周期内最后时刻按照所述定速方程组计算的结果作为位置和时钟频漂的估算值，并再次按照所述定速方程组计算得到所述卫星导航接收机的速度。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用估算值进行定位还包括：在满足预定条件时，还将采用第一方式在所述预定的周期内最后时刻按照伪距观测方程组计算的结果作为所述卫星导航接收机的位置中z方向的估算值，所述z方向位置的估算值为0或者为常数。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用估算值进行定速还包括：在满足预定条件时，还将采用第一方式在所述预定的周期内最后时刻按照定速方程组计算的结果作为所述卫星导航接收机的速度中z方向的估算值，所述z方向速度的估算值为0或者为常数。9.一种卫星导航接收机的定位定速解算装置，其特征在于，所述装置包括：解...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋挥师，
申请(专利权)人：大唐半导体设计有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11