The invention relates to a method of fast star tracking and orbit determination for navigation satellite based on ground receiver. The step is that the ground receiver searches and stores all visual satellites first, uses the latest almanac, the rough estimation of the user's position and speed, the estimation of the GPS time, and the ground receiver in the next star seeking. Determine the satellite in the horizon for fast star search, determine the location of the satellite corresponding to the calendar, get the virtual measurement, complete the processing of the data, and give the optimal estimation of the satellite state; the invention through the ground receiver, the signal from the joint navigation satellite and the internal storage of the ground receiver. The information of the satellite signals is received and calibrated, and the carrier phase ambiguity is estimated according to the calculated ambiguity. The success rate of the carrier phase ambiguity resolution is improved, the invalid search range and time are effectively reduced, and the fast star searching ability and the orbit determination precision of the navigation satellite are further improved.
【技术实现步骤摘要】
一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法
本专利技术属于卫星通信领域,涉及一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法。
技术介绍
我国的轨道事业起步于世纪年代。人造地球卫星轨道力学涉及的各个方面,包括摄动运动方程和解法,变换理论,摄动力模型,后牛顿效应,轨道改进方法等;推导了很多关键的公式,将理论与精密轨道确定软件相结合,开发了轨道计算软件;导航卫星进行了实时轨道和钟的确定。近年来,我国越来越多的研究机构加入北斗数据分析中心的行列。截止2012年底,我国已经发射了14颗北斗导航卫星,其中5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星、4颗MEO卫星,发射的北斗导航卫星组成北斗导航系统,在军事、经济、政治等领域起着重大的作用。尽管国产导航卫星快速寻星、几何定位精度在逐步提升,但和国外商业导航卫星在几何定位精度在米级相比,国产导航卫星在快速寻星、几何定位精度方面还存在很大的差距。现有的北斗定位在一些地区不能快速有效的寻星、定位。地面接收机是接收信号的关键点,是快速寻星、精确定轨何的关键因素。它主要用来接收卫星信号并计算速度、时间参数。针对导航卫星的地面接收机特性,如何建立一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法是本专利技术重点解决的问题。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题针对导航卫星快速寻星、定轨中存在的待完善问题,提出了一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,该方法利用地面接收机及其他接收装置进行定向对星,提高寻星速度,有效减少因无效操作导致的搜寻范围和搜寻时间。用于解决课题的技术手段本专利技术提供一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,其特征在于: ...
【技术保护点】
1.一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,其特征在于:包含以下步骤:步骤A,对地面接收机进行接口设置和初始化,按提前预制的位置区域进行螺旋搜索;步骤B,对地面接收机的工作状态进行巡检,根据已存储跟踪导航卫星的观测量数据和导航电文的历史数据进行卫星搜索;步骤C,地面接收机根据星历及卫星历史轨迹对导航卫星的轨迹进行预测,根据预测结果进行卫星搜索;步骤D,利用地面接收机与导航卫星之间的观测数据由几何法确定卫星位置、进而得到几何轨道动力平滑需要的虚拟观测量,所述观测数据包括星历数据、时间数据、钟差修正数据;步骤E,步骤D获取的虚拟观测量输入具有动力学信息的用于扩展卡尔曼滤波的滤波器中进行滤波处理,模拟并建立虚拟观测量与待估参数之间的线性关系,所述待估参数为位置状态参数或速度信息参数;步骤F,获取卫星实时状态,进而实现导航卫星快速寻星定轨。
【技术特征摘要】
1.一种基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,其特征在于:包含以下步骤:步骤A,对地面接收机进行接口设置和初始化,按提前预制的位置区域进行螺旋搜索;步骤B,对地面接收机的工作状态进行巡检,根据已存储跟踪导航卫星的观测量数据和导航电文的历史数据进行卫星搜索;步骤C,地面接收机根据星历及卫星历史轨迹对导航卫星的轨迹进行预测,根据预测结果进行卫星搜索;步骤D,利用地面接收机与导航卫星之间的观测数据由几何法确定卫星位置、进而得到几何轨道动力平滑需要的虚拟观测量,所述观测数据包括星历数据、时间数据、钟差修正数据;步骤E,步骤D获取的虚拟观测量输入具有动力学信息的用于扩展卡尔曼滤波的滤波器中进行滤波处理,模拟并建立虚拟观测量与待估参数之间的线性关系,所述待估参数为位置状态参数或速度信息参数;步骤F,获取卫星实时状态,进而实现导航卫星快速寻星定轨。2.根据权利要求1所述的基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,其特征在于:在步骤A中,按提前预制的位置区域进行螺旋搜索,包含如下两种方式:1)以预置位置为中心的±90°,把搜寻范围分为奇数个搜寻区时,先对预置位置区域进行螺旋式搜寻,再对中心两侧不同搜寻区进行螺旋状搜寻;2)以预置位置为中心,搜寻范围为中心±90°,把搜寻范围分为偶数个搜寻区时,先依次对预置位置进行左或右螺旋状搜寻,一侧搜寻区搜寻完成后,再转换至另一侧搜寻去进行搜索。3.根据权利要求1所述的基于地面接收机的导航卫星快速寻星定轨方法,其特征在于:在步骤D中,由几何法确定卫星位置,具体如下:步骤D1,设为几何法确定的地固系下卫星位置,式中,为地固系下卫星位置向量坐标,分别为地固系下卫星在三...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡静,关新锋,张斯炜,栾金金,郭文军,郭荣,刘永刚,
申请(专利权)人:航天天绘科技有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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