一种北斗导航伪距监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种北斗卫星导航伪距监测方法及系统，其通过依据卫星导航电文每个子帧包含的时间信息进行跟踪通道时间初始化和时间累计，依据时间累计数值进行伪距计算得到第一伪距计算值；对北斗卫星接收机跟踪通道时间进行周期性计算和校准，利用α‑β滤波器或者卡尔曼滤波器对第一伪距计算值进行滤波得到第二伪距计算值，利用多元滤波器进行载波相位计算和二次滤波得到第三伪距计算值，输出第三伪距计算值的伪距值作为参与定位的卫星伪距，从而能够显著提高导航电文的同步处理时间，精确判断出错状态并降低同步错误率，因而尤其适用于BD2导航系统的应用场合。

A pseudo range monitoring method and system for Beidou navigation

【技术实现步骤摘要】
一种北斗导航伪距监测方法及系统
本专利技术属于北斗导航领域，具体涉及一种北斗导航伪距监测方法及系统。
技术介绍
全球导航卫星系统主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo，以及中国的北斗系统等。其中，北斗二代(BD2)系统作为我国自主控制的全天候、高精度和宽覆盖的卫星导航系统，具备与GPS相当的定位能力，并在可信度和抗干扰性能表现优异。常用的接收机定位方法是伪距定位法，即接收机内部通过复制卫星的载波信号、伪码信号对卫星进行捕获和跟踪，并根据不同卫星的信号调制方法对伪码信号进行位同步和帧同步，得到对应通道接收信号的发射时间(整毫秒级别)，结合接收机内部的伪码NCO(小于1毫秒级别)的技术值计算出卫星发射时间，接收机本地时间减去发射时间再乘以光速即可计算出伪距。由于伪距是有接收机内部通过电文解析、伪码复制、跟踪环路计算等方法获得，必然会出现伪距计算错误的情况，接收机普遍采用的接收机自主完好性算法也仅仅能够剔除伪距误差较大的卫星，且其剔除故障卫星个数的能力有限。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1.北斗卫星接收机的跟踪通道完成位同步和帧同步后，依据卫星导航电文每个子帧包含的时间信息进行跟踪通道时间初始化和时间累计；依据时间累计数值进行跟踪通道的伪距计算得到第一伪距计算值；/nS2.对北斗卫星接收机跟踪通道时间进行周期性计算和校准，如时间差超出第一预设阈值，则对北斗卫星接收机跟踪通道重新进行位同步和帧同步，否则，输出第一伪距计算值；/nS3.利用α-β滤波器或者卡尔曼滤波器对第一伪距计算值进行滤波得到第二伪距计算值，并计算滤波后的第一伪距变化值，若第一伪距变化值超过第二预设阈值，则对北斗卫星接收机跟踪通道重新进行位同步和...

【技术特征摘要】
1.一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.北斗卫星接收机的跟踪通道完成位同步和帧同步后，依据卫星导航电文每个子帧包含的时间信息进行跟踪通道时间初始化和时间累计；依据时间累计数值进行跟踪通道的伪距计算得到第一伪距计算值；
S2.对北斗卫星接收机跟踪通道时间进行周期性计算和校准，如时间差超出第一预设阈值，则对北斗卫星接收机跟踪通道重新进行位同步和帧同步，否则，输出第一伪距计算值；
S3.利用α-β滤波器或者卡尔曼滤波器对第一伪距计算值进行滤波得到第二伪距计算值，并计算滤波后的第一伪距变化值，若第一伪距变化值超过第二预设阈值，则对北斗卫星接收机跟踪通道重新进行位同步和帧同步，否则，输出第二伪距计算值；
S4.利用多元滤波器进行载波相位计算和二次滤波得到第三伪距计算值，并计算滤波后的第二伪距变化值和载波相位差值，若第二伪距变化值超过第三预设阈值或载波相位差值超过第四预设阈值，则对北斗卫星接收机跟踪通道重新进行位同步和帧同步，否则，输出第三伪距计算值的伪距值作为参与定位的卫星伪距。


2.根据权利要求1所述的一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，依据时间累计进行跟踪通道的伪距计算具体为：
ρ(t)＝r(t-τ)+c[δtu(t)-δt(s)(t-τ)]+cI(t)+cT(t)+ερ(t)
其中，δtu(t)表示北斗时间为t时的用户接收机时钟tu的钟差；δt(s)(t-τ)表示北斗时间为t-τ时编号为s的卫星钟差；τ表示BD信号从卫星到接收机所需要的实际传播时间；ερ(t)表示伪距测量噪声；r(t-τ)表示(t-τ)时的卫星位置与t时的接收机位置之间的直线距离；I(t)表示大气传播的电离层延时；T(t)表示大气传播的对流层延时；c表示光速。


3.根据权利要求1或2所述的一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，步骤S2还包括：通过复制的载波和伪码信号，将调制到导航电文上的载波和伪码信号剥离，得到接收机所需要的导航电文，通过导航电文的位同步和帧同步获取导航电文每个子帧的起始位置，并通过子帧获取跟踪通道卫星信号的发射时间。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，利用多元滤波器进行载波相位计算具体为，在北斗卫星接收机跟踪通道进行正常跟踪卫星信号的过程中，接收机的锁频锁相环输出卫星信号的载波多普勒信号，采用载波多普勒信号计算两个历元之间的载波相位。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种北斗卫星导航伪距监测方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：通过接收机的自主完好性监测算法剔除存在故障的卫星，保障参与定位的卫星伪距的准确性。


6.一种北斗卫星导航伪距监测系统，其包括依次连接的伪距参数初始化单元、伪距计算单元、伪距参数定时监测单元、伪距跳变监测单元和载波相位平滑伪距单元，伪距...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昭辉，刘晓飞，胡颖，
申请(专利权)人：湖北三江航天险峰电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42