一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，该方法的基本步骤如下：导入卫星的广播星历文件及观测数据计算出观测卫星的位置及视线方向的方位角和高度角；剔除低于截止高度角的卫星后得到可见卫星数；如果可见卫星数大于选星数，则以高低高度角卫星分布成比例及在方位上对称分布为原则构建卫星几何结构接近最优的选星模板；确定选星模板旋转的步长及旋转区间；在选星模板旋转过程中寻找与模板卫星最接近的一组实际卫星并计算其加权PDOP值；将整个旋转过程中最小加权PDOP值对应的卫星组合作为选星结果；在选星结果中如果某导航系统只有一颗可见卫星，则剔除该颗卫星。本发明专利技术为多星座组合定位提供了一种效果好的选星方法。

A multi satellite navigation system selection method based on Star template

The invention discloses a method for selecting satellite multi satellite navigation system satellite selection based on the template, the basic steps of the method are as follows: the broadcast ephemeris file and data import satellite to calculate the position and direction of the line of sight observation satellite azimuth and elevation angle; from below the visible satellite number to get high cut-off angle satellite if the number is greater than the visible satellite; satellite selection in high altitude, satellite distribution proportion in azimuth and symmetrical distribution principle construction of satellite geometry near optimal satellite selection template; selecting star template rotation and rotation step interval; a set of actual satellite closest to the satellite search in satellite selection template template in the rotating process and calculate the weighted PDOP value; the whole process of rotating the weighted PDOP value corresponding to the satellite satellite selection in combination as a result; if a satellite selection results in navigation system There is only one visible satellite, and the satellite is removed. The invention provides a good effect selection method for multi constellation combination location.

【技术实现步骤摘要】
一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法
本专利技术属于多系统组合导航领域中的选星方法，具体来说就是先构建几何结构接近最优的卫星选星模板，然后从实际卫星分布中选择与模板卫星视线方向夹角最小的卫星组合作为选星结果。
技术介绍
随着美国GPS的现代化，俄罗斯GLONASS系统的复兴及中国北斗卫星导航系统(BDS)和欧盟Galileo系统的建成，多系统进行组合导航和定位已成为目前国内外研究和应用的热点。如今，GPS和GLONASS已处于满星座正常运行状态，BDS和Galileo正处于建设阶段，可见卫星数总体上低于前两个系统。待四系统完全建成时，天空中总的卫星数将超过100颗，接收机可同时观测到的卫星数将超过50颗。相对于单系统而言，多系统组合定位具有更好的可靠性和稳定性。例如在城市峡谷地区，多系统组合可以明显提高可见卫星数等。但是，当卫星数量超过一定的数目时，定位性能并不会继续得到提高，反而过多的卫星数量将带来计算量的显著增加。根据相关文献的统计，当使用最小二乘方法进行多系统组合定位时，与使用10颗卫星相比，使用20颗卫星会使乘法运算和加法运算分别增加2.6倍和3.0倍。目前，绝大多数卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，包括以下步骤：1)导入包含所有可见卫星信息的多星座混合星历及观测数据，设定选星数目k和选星时间间隔T，计算每颗卫星在地心地固坐标系下的三维坐标和视线方向的方位角、高度角；2)剔除不健康的卫星及低于截止高度角的卫星，获得剔除后的可见卫星数，如果可见卫星数小于选星数，则将所有可见卫星作为选星结果，执行步骤7)，否则执行步骤3)；3)根据选星数目k构建选星模板；4)如果在选星模板中高高度角区间的卫星数只有一颗，那么将该颗卫星的高度角设置为90°，如果大于1颗，那么将卫星的高度角都取为75°，然后在方位上均匀地分布在高高度角区间；在低高度角区域，所...

【技术特征摘要】
1.一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，包括以下步骤：1)导入包含所有可见卫星信息的多星座混合星历及观测数据，设定选星数目k和选星时间间隔T，计算每颗卫星在地心地固坐标系下的三维坐标和视线方向的方位角、高度角；2)剔除不健康的卫星及低于截止高度角的卫星，获得剔除后的可见卫星数，如果可见卫星数小于选星数，则将所有可见卫星作为选星结果，执行步骤7)，否则执行步骤3)；3)根据选星数目k构建选星模板；4)如果在选星模板中高高度角区间的卫星数只有一颗，那么将该颗卫星的高度角设置为90°，如果大于1颗，那么将卫星的高度角都取为75°，然后在方位上均匀地分布在高高度角区间；在低高度角区域，所有卫星的高度角保持相等，取值范围在15°～25°，并在方位上均匀分布在该低高度角区域；计算k除以4的余数，该余数为在选星模板中中高度角区间的卫星数目，同样保证中高度角区间选星模板卫星高度角相等并均匀分布；5)从实际卫星分布中寻找与选星模板卫星视线方向夹角最小的k颗卫星，同时在选星过程中不断地旋转选星模板，选星模板的旋转区间根据上一次选星时的最优旋转角度确定，假设上一次选星时选星模板的最优旋转角度为e，则当前的选星模板的旋转区间为[e-f,e+f]，f根据选星间隔和选星模板对称性确定,如果是第一次选星，则选星模板的旋转角度根据选星模板的对称性确定，在选星模板的旋转过程中，每将选星模板旋转一个角度就进行一次选星，同时计算对应的加权PDOP值；6)将选星模板旋转过程中拥有最小加权PDOP值时对应的卫星组合作为选星结果，同时存储对应的选星模板旋转角度作为最优旋转角度；7)找出选星结果中只有一颗卫星的导航卫星系统，排除该卫星，得到最终的选星结果；8)如果步骤7)的选星结果可用或者距离下一次选星的时间间隔小于T，继续沿用步骤7)的选星结果进行定位，反之重复步骤1)～步骤7)的选星过程，获得新的选星结果作为最终的选星结果。2.根据权利要求1所述的基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，步骤3)中，选星模板的构建方法如下：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡昌盛，张永林，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43