基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统技术方案

本发明专利技术涉及导航定位技术领域，尤其涉及一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统。该方法包括以下步骤：接收基带信号输出数据；提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息；计算得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差；判断其是否为广域差分定位，得到自体完好性监控数据；将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到并输出导航定位数据。本发明专利技术通过导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息进行一系列的处理，最终利用内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到导航定位数据，能够有效的去除噪声。

Denoising method and system of navigation and positioning based on RLS improved algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统
本专利技术涉及导航定位
，尤其涉及一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统。
技术介绍
科技的高速发展使我国的卫星导航技术在军事、科技以及其他领域上被广泛应用。卫星导航应用突飞猛进，面对电磁环境越来越复杂，卫星导航接收机的抗干扰能力随之受到巨大关注。随着国内外学者对抗干扰技术的不断深入研究，自适应天线、时域滤波、频域滤波、组合导航、矢量跟踪等各种抗干扰手段不断发展，卫星导航接收机抗干扰能力不断提升。在目前的卫星定位中，去除信号中的噪声、克服多径干扰，提高定位精度是一个非常重要的问题，而自适应滤波器的出现，则一定程度上解决了这个问题。自适应模型算法已成功适用于卫星导航抗干扰领域，这是因为自适应模型算法可以跟踪随时间变化的系统统计参数，以及在未知环境中很好的工作。自适应模型算法大致可以分为三类：基于维纳滤波理论的算法，如均方(LMS)算法；基于卡尔曼滤波理论的算法；递归最小二乘算法(RLS)。其中，RLS算法优于其他二种算法，它具有很好的最佳线性无偏估计，当测量噪声是零均值白噪声时，他们也可以迅速收敛到最优解。如专利号为201910030624.0的专利公开了一种基于数据融合的噪声消除方法，用以消除噪声。但是，现有采用RLS算法的导航定位去噪方法的误差较大、跟踪能力过低。因此，急需一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统，以便于能够提高RLS算法的收敛能力和跟踪能力。本专利技术的一个方面，提供了一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，包括以下步骤：接收基带信号输出数据；对基带信号输出数据进行拼接处理，并提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息；根据导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差；判断卫星位置、地球自转误差和相对论误差是否为广域差分定位，若是，则进行星历修正、卫星钟差修正、电离层格网内插修正和对流层差分修正，得到自体完好性监控数据；若否，则进行电离层及对流层延迟修正，得到自体完好性监控数据；将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到并输出导航定位数据。进一步地，自适应滤波器内的RLS改进算法为：V(t+1)＝V(t)+(1+β)P(t)x(t)e(t)-βP(t-1)x(t-1)e(t-1)其中，V(t+1)为t+1时刻的误差向量，V(t)为t时刻的误差向量，β为预设系数，P(t)为t时刻的位置，x(t)为t时刻的白高斯向量,e(t)为t时刻的误差，P(t-1)为t-1时刻的位置，x(t-1)为t-1时刻的白高斯向量,e(t-1)为t-1时刻的误差。进一步地，自体完好性监控数据包括用户钟差、位置和速度。进一步地，得到自体完好性监控数据之后还包括步骤：对自体完好性监控数据进行广域完好性处理。进一步地，得到导航定位数据之前还包括坐标变换的步骤。本专利技术的第二个方面，提供了一种实现如上述中所述方法的基于RLS改进算法的导航定位去噪系统，包括：基带信号输出数据接收模块，用于接收基带信号输出数据，并发送至数据拼接及信息提取模块；数据拼接及信息提取模块，用于对基带信号输出数据进行拼接处理，并提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息，并发送至预处理模块；预处理模块，用于根据导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差，并发送至广域差分定位判断模块；广域差分定位判断模块，用于判断卫星位置、地球自转误差和相对论误差是否为广域差分定位，若是，则进行星历修正、卫星钟差修正、电离层格网内插修正和对流层差分修正，得到自体完好性监控数据发送至去噪模块；若否，则进行电离层及对流层延迟修正，得到自体完好性监控数据发送至去噪模块；去噪模块，用于将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到导航定位数据。进一步地，还包括广域完好性处理模块，用于对广域差分定位判断模块得到的自体完好性监控数据进行广域完好性处理，并将处理后的自体完好性监控数据发送至去噪模块。进一步地，去噪模块包括：自适应滤波单元，用于将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到初始导航定位数据并发送至坐标变换单元；坐标变换单元，用于接收初始导航定位数据，并对初始导航定位数据进行坐标变换，得到导航定位数据并输出。本专利技术提供的基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统，与现有技术相比具有以下进步：本专利技术通过导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息进行一系列的处理，最终利用内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到误差更小、更准确的并输出导航定位数据，能够有效的去除噪声，提高自适应滤波器的跟踪能力。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为本专利技术实施例中基于RLS改进算法的导航定位去噪系统的器件连接框图；图2为本专利技术实施例中基于RLS改进算法的导航定位去噪方法的步骤图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本实施例提供了一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法及去噪系统。如图1，本实施例的一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，包括以下步骤：S1、接收基带信号输出数据；S2、对基带信号输出数据进行拼接处理，并提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息；S3、根据导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差；S4、判断卫星位置、地球自转误差和相对论误差是否为广域差分定位，若是，则进行星历修正、卫星本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：/n接收基带信号输出数据；/n对基带信号输出数据进行拼接处理，并提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息；/n根据导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差；/n判断卫星位置、地球自转误差和相对论误差是否为广域差分定位，若是，则进行星历修正、卫星钟差修正、电离层格网内插修正和对流层差分修正，得到自体完好性监控数据；若否，则进行电离层及对流层延迟修正，得到自体完好性监控数据；/n将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到并输出导航定位数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收基带信号输出数据；
对基带信号输出数据进行拼接处理，并提取出导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息；
根据导航电文信息、广域差分和完好性信息、观测伪距信息得到卫星位置、地球自转误差和相对论误差；
判断卫星位置、地球自转误差和相对论误差是否为广域差分定位，若是，则进行星历修正、卫星钟差修正、电离层格网内插修正和对流层差分修正，得到自体完好性监控数据；若否，则进行电离层及对流层延迟修正，得到自体完好性监控数据；
将自体完好性监控数据输入内设有RLS改进算法的自适应滤波器，得到并输出导航定位数据。


2.根据权利要求1所述的基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，自适应滤波器内的RLS改进算法为：
V(t+1)＝V(t)+(1+β)P(t)x(t)e(t)-βP(t-1)x(t-1)e(t-1)
其中，V(t+1)为t+1时刻的误差向量，V(t)为t时刻的误差向量，β为预设系数，P(t)为t时刻的位置，x(t)为t时刻的白高斯向量,e(t)为t时刻的误差，P(t-1)为t-1时刻的位置，x(t-1)为t-1时刻的白高斯向量,e(t-1)为t-1时刻的误差。


3.根据权利要求2所述的基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，自体完好性监控数据包括用户钟差、位置和速度。


4.根据权利要求3所述的基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，得到自体完好性监控数据之后还包括步骤：对自体完好性监控数据进行广域完好性处理。


5.根据权利要求4所述的基于RLS改进算法的导航定位去噪方法，其特征在于，得到导航定位数据之前还包括坐标变换的步骤。


6.一种实现如权利要求1所述方法的基于RLS改进算法的导航定位去噪系统，其特征在于，包括：
基带信号输出数据接收模块，用于接收基带信号输出数据，并发送至数据拼接及信息提取模块；
数据拼接及信息提取模块，用于对基带信号输出数据进行拼...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵生，李稚松，李殿赟，
申请(专利权)人：北斗航天卫星应用科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11