基于低轨卫星机会信号多普勒的运动目标定位方法技术

本发明专利技术提出了一种基于低轨卫星机会信号多普勒的运动目标定位方法，实现步骤为：初始化运动目标定位场景；获取每个观测时刻每颗卫星的位置、速度和运动目标的速度；对卫星机会信号的多普勒频率进行测量；建立多普勒定位方程组；获取运动目标的定位结果。本发明专利技术通过建立关于所测量的每颗卫星的机会信号多普勒频率的多普勒测量方程，并对所有卫星所有观测时刻的多普勒测量方程组成的多普勒定位方程组进行求解，得到每颗卫星的机会信号对应的多普勒误差漂移和多普勒误差偏移，能够对测量多普勒中包含的时钟误差进行了补偿，避免了低轨卫星的轨道误差和卫星机会信号的测量多普勒频率误差对定位精度影响的缺陷，有效提高了运动目标的定位精度。目标的定位精度。目标的定位精度。

【技术实现步骤摘要】
基于低轨卫星机会信号多普勒的运动目标定位方法


[0001]本专利技术属于卫星导航
，涉及一种运动目标定位方法，具体涉及一种基于低轨卫星机会信号多普勒的运动目标位置解算方法，可用于低轨卫星导航系统。
技术背景
[0002]运动目标定位是指使用目标上搭载的信号接收机或其他传感器对环境中的信号等信息进行测量，获取定位信息以确定运动目标位置的方法。根据定位手段的不同，运动目标定位可以使用导航卫星、惯导系统或其他定位手段确定运动目标的位置，运动目标定位是运动目标导航的基础和重要组成部分。
[0003]低轨卫星运动目标定位是指通过目标上搭载的接收机接收低轨卫星发射的信号并从中提取多普勒、载波相位等导航信息，建立目标定位方程组，解算目标位置的方法。低轨道卫星主要是指运行在低轨道平台的卫星系统，其运行轨道一般在距离地面500
‑
2000公里之间，与GNSS卫星相比，低轨卫星的轨道更低，信号到达地面的功率更强，且卫星位置变化快，能够为导航定位提供更好的轨道构型，因此低轨卫星定位导航系统作为一种有效的辅助手段备受青睐。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨卫星机会信号多普勒的运动目标定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)初始化运动目标定位场景：初始化包括分布在三维空间中的运动目标和N颗低轨卫星的运动目标定位场景，目标对每颗卫星的观测时间包括K个观测时刻；每颗卫星机会信号的载波频率为f0，机会信号对应的多普勒误差漂移、多普勒误差偏移分别为a
n
、b
n
，其中，N≥6，K≥3；(2)获取每个观测时刻每颗卫星的位置、速度和运动目标的速度：获取第n颗低轨卫星第k个观测时刻的三维轨道位置r
n
(k)＝[x
n
(k),y
n
(k),z
n
(k)]和三维速度并测量运动目标的三维速度V(k)＝[V
x
(k),V
y
(k),V
z
(k)]；(3)对卫星机会信号的多普勒频率进行测量；(4)建立多普勒定位方程组：建立以每颗卫星机会信号对应的多普勒误差漂移a
n
、多普勒误差偏移b
n
、运动目标在k时刻的三维位置s(k)为未知数的，关于第n颗卫星k个观测时刻的机会信号的多普勒频率的多普勒测量方程，并将N颗卫星K个观测时刻的机会信号的多普勒测量方程组成多普勒定位方程组，其中第n颗卫星第k个观测时刻的机会信号的多普勒测量方程的表达式为：其中，c表示光速，||
·
||2表示求二范数操作；(5)获取运动目标的定位结果：使用牛顿最小二乘迭代法对多普勒定位方程组进行求解，得到运动目标在k时刻的三维位置s(k)、每颗卫星的多普勒漂移a
n
和多普勒偏移b
n
。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的第n颗低轨卫星第k个观测时刻的轨道位置r
n
(k)＝[x
n
(k),y
n
(k),z
n
(k)]和速度是通过公开的卫星TLE文件获取的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的运动目标的三维速度V(k)＝[V
x
(k),V
y
(k),V
z
(k)]，是通过运动目标上...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧博，杨超群，李林，代传金，张良，吴伟，张文博，龙璐岚，李斌，姬红兵，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：