低轨卫星导航增强平台的电文收发方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低轨卫星导航增强平台的电文收发方法及系统，其中，该方法包括：接收地面运行管理中心传输的低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及多个导航系统中的多个导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数；针对每个导航系统，根据预设卫星选取条件，从该导航系统中的多个导航卫星中选取预设数量的导航卫星作为待播发的导航卫星；按照预设信息播发格式，对低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号；按照预设播发周期，播发导航增强信号，为导航接收机提供导航增强服务。该方案实现了对导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数的快速播发。

The method and system of sending and receiving messages for LEO satellite navigation enhanced platform

The invention discloses a method and system for sending and receiving messages of a low orbit satellite navigation enhancement platform, wherein the method comprises: receiving precise ephemeris information and precise clock difference parameters of a low orbit satellite transmitted by a ground operation management center, as well as precise ephemeris information and precise clock difference parameters of a plurality of navigation satellites in a plurality of navigation systems; selecting according to preset satellites for each navigation system Take the conditions, select a preset number of navigation satellites from multiple navigation satellites in the navigation system as the navigation satellites to be broadcast; according to the preset information broadcast format, arrange and process the precise ephemeris information and precise clock difference parameters of low orbit satellites, the precise ephemeris information and precise clock difference parameters of navigation satellites to be broadcast, and other information to be broadcast, so as to obtain navigation enhancement Signal: according to the preset broadcast cycle, broadcast the navigation enhancement signal to provide navigation enhancement service for the navigation receiver. In this scheme, the precise ephemeris information and clock difference parameters of the navigation satellite are broadcast quickly.

【技术实现步骤摘要】
低轨卫星导航增强平台的电文收发方法及系统
本专利技术涉及卫星导航
，具体涉及一种低轨卫星导航增强平台的电文收发方法及系统。
技术介绍
现有的全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)能够提供全球范围内的连续、实时的定位服务，广泛应用于各个领域中，但是现有的GNSS定位精度较低，无法满足自动驾驶、智能机器人、精细农业、物联网技术等新兴产业对定位和授时的要求。为了解决上述问题，目前出现了各种不同类型的导航增强系统，包括地基增强系统和星基增强系统等。其中，星基增强系统包括：利用地球同步卫星的广域增强系统，如美国WAAS系统、欧盟EGNOS系统等，以及利用低轨卫星的全球增强系统。目前利用低轨卫星的全球增强系统还都处于设计论证和研制建设阶段，还没有开通运行提供服务的系统存在。由于星基导航增强信号的传输速率较低，在现有技术中，星基导航增强系统都只播发高精度的卫星星历和钟差改正数。导航接收机在实际工作时，首先利用从导航卫星接收到的广播电文计算出导航卫星的粗略位置和粗略钟差，然后利用钟差改正数对上述位置和钟差进行修正，得到导航卫星的精密位置和精密钟差，进而提升导航接收机的定位精度。在现有的星基导航增强系统的电文播发方式中，要求导航接收机必须完成对4个以上导航卫星的广播电文的接收，以及1个以上的导航增强卫星播发的星历和钟差改正数的接收才能实现高精度定位解算。在导航接收机开机启动时，尤其是在冷启动和温启动状态下，导航接收机中未事先存储有导航卫星的广播电文，以及星历与钟差改正数，导航接收机的首次定位时间将完全取决于导航卫星的广播电文的播发周期和星基导航增强电文的播发周期。通常情况下，前者的播发周期(约为30秒)远大于后者的播发周期(约为6秒)。因此，导航接收机的首次定位时间完全受制于导航卫星的广播电文的播发周期，在这种状态下，导航接收机首次定位时间一般为40秒～60秒，无法满足用户的快速定位需求。为了解决首次定位时间过长的问题，目前业界提出了辅助全球卫星定位系统(AssistedGlobalPositioningSystem，AGPS)的技术，该技术利用其他通信链路，如互联网、移动通信网等，向导航接收机快速发送其他导航接收机提前接收的导航卫星的广播电文，以缩短导航接收机首次接收广播电文的时间。然而，虽然采用AGPS技术能够缩短首次定位时长，但是需要在导航接收机中增加通信接收模块，从而增加了导航接收机的重量、制作成本和功耗。并且，对于通信网络无法覆盖的地区，该方法也将无法使用。因此，现有技术中缺少一种既能够有效缩短首次定位时长，又能够不增加导航接收机的制作成本和功耗的方法。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低轨卫星导航增强平台的电文收发方法及系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种低轨卫星导航增强平台的电文收发方法，该方法包括：接收地面运行管理中心传输的低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及多个导航系统中的多个导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数；针对每个导航系统，根据预设卫星选取条件，从该导航系统中的多个导航卫星中选取预设数量的导航卫星作为待播发的导航卫星；按照预设信息播发格式，对低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号；按照预设播发周期，播发导航增强信号，为导航接收机提供导航增强服务。根据本专利技术的另一方面，提供了一种低轨卫星导航增强平台的电文收发系统，该系统包括：接收模块，适于接收地面运行管理中心传输的低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及多个导航系统中的多个导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数；卫星选取模块，适于针对每个导航系统，根据预设卫星选取条件，从该导航系统中的多个导航卫星中选取预设数量的导航卫星作为待播发的导航卫星；信号编排处理模块，适于按照预设信息播发格式，对低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号；播发模块，适于按照预设播发周期，播发导航增强信号，为导航接收机提供导航增强服务。根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线完成相互间的通信；存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行上述低轨卫星导航增强平台的电文收发方法对应的操作。根据本专利技术的再一方面，提供了一种计算机存储介质，存储介质中存储有至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行如上述低轨卫星导航增强平台的电文收发方法对应的操作。根据本专利技术提供的技术方案，充分利用了低轨卫星导航增强信号较高的信息传输速率，通过导航增强信号播发低轨卫星、导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数，实现了对导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数的快速播发，缩短了导航接收机启动后获取导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数的时间，使得导航接收机只需完成对低轨卫星导航增强平台中一个低轨卫星播发的导航增强信号的接收就能够实现高精度定位解算，并快捷地输出定位结果，有效地缩短了首次定位时长，初始定位精度远远高于利用现有技术在同时刻获得的定位精度；并且，该技术方案实现方式简单，无需在导航接收机中增加通信接收模块，从而无需增加导航接收机的硬件成本和功耗即可实现，并且也不受网络覆盖范围的限制。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了现有的导航增强技术的工作原理示意图；图2示出了根据本专利技术一个实施例的低轨卫星导航增强平台的电文收发方法的流程示意图；图3a示出了精密星历信息对应的拟合误差曲线；图3b示出了精密钟差参数对应的拟合误差曲线；图3c示出了精密钟差参数对应的预报误差曲线；图4a示出了一种导航增强信号的内容示意图；图4b示出了一种各个播发频点对应的导航增强信号的内容示意图；图4c示出了对应于图4b中各个播发频点对应的导航增强信号的信号播发示意图；图5示出了一种分群组播发导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数的播发示意图；图6示出了根据本专利技术一个实施例的导航接收机的电文处理方法的流程示意图；图7a示出了利用本专利技术得到的定位结果对应的定位误差曲线的示意图；图7b示出了基于现有的星基导航增强电文播发技术得到的定位结果对应的定位误差曲线的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低轨卫星导航增强平台的电文收发方法，其特征在于，所述方法包括：/n接收地面运行管理中心传输的低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及多个导航系统中的多个导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数；/n针对每个导航系统，根据预设卫星选取条件，从该导航系统中的多个导航卫星中选取预设数量的导航卫星作为待播发的导航卫星；/n按照预设信息播发格式，对所述低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、所述待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号；/n按照预设播发周期，播发所述导航增强信号，为导航接收机提供导航增强服务。/n

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星导航增强平台的电文收发方法，其特征在于，所述方法包括：
接收地面运行管理中心传输的低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及多个导航系统中的多个导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数；
针对每个导航系统，根据预设卫星选取条件，从该导航系统中的多个导航卫星中选取预设数量的导航卫星作为待播发的导航卫星；
按照预设信息播发格式，对所述低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、所述待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号；
按照预设播发周期，播发所述导航增强信号，为导航接收机提供导航增强服务。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低轨卫星导航增强平台运行在轨道高度为3000公里以下的空间轨道。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、所述待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数能够用于独立计算所述低轨卫星的精密位置坐标和精密钟差以及所述待播发的导航卫星的精密位置坐标和精密钟差。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设信息播发格式，对所述低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、所述待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到导航增强信号进一步包括：
针对每个导航系统，将所述低轨卫星的精密星历信息和精密钟差参数、属于该导航系统的待播发的导航卫星的精密星历信息和精密钟差参数以及其他待播发信息进行编排处理，得到该导航系统对应的导航增强信号部分；
对多个导航系统对应的导航增强信号部分进行组合，得到导航增强信号。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若播发频点的数量为多个，则所述对多个导航系统对应的导航增强信号部分进行组合，得到导航增强信号进一步包括：
针对各个播发频点，按照不同的组合顺序对多个导...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙，吴海玲，
申请(专利权)人：北京未来导航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11