[发明专利]一种基于北斗GPS双模定位模块的差分定位算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星导航定位技术，具体地说是一种基于北斗GPS双模定位模块的差分定位算法。

背景技术

卫星导航定位系统是重要的空间基础设施，它综合了传统天文导航定位和地面无线电导航定位的优点，相当于一个设置在太空的无线电导航台，可带来巨大的社会经济效益。目前世界上只有少数几个国家能够自主研制开发卫星导航系统。

世界上第一个全球卫星导航系统是美国从1973年开始实施的GPS系统，军民两用。但长期以来，美国只对本国军方提供的是精确定位信号，对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号，我国GPS用户实时定位精度仅为100m左右。为打破美国的垄断，俄罗斯建起了自己的全球卫星导航系统格罗纳斯；欧盟则启动了伽利略全球卫星导航定位系统计划。

作为一个拥有广阔领土和海域的国家，中国有必要也有能力建立自己的全球定位系统。2000年以来，中国已成功发射了4颗“北斗导航试验卫星”，建成北斗导航试验系统(第一代系统)。目前，我国北斗导航系统还在建设时期，北斗一号定位精度偏低，第二代北斗卫星导航系统尚处于组网卫星发射阶段。因此，为满足用户需求，借鉴GPS定位的优势，通过软件算法来提高目前北斗定位的精度具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是在现有的广域GPS差分技术的基础之上，提出了一种适合北斗导航定位系统的基于北斗/GPS双模定位模块的差分定位算法。

本发明的目的是按以下方式实现的，由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行修正，以获得精确的定位结果，具体算法如下：

设校准点(x0，y0，z0)位置精确已知，用户位于校准点时，至第i颗卫星的径向距离为：

Ri0＝(x0-xsi)2+(y0-ysi)2+(z0-zsi)2，

(1)，式中“si”表示第i颗卫星；

在校准点，用户钟测得中心站经第i颗卫星发布的出站信号的到达时间为tu0则从中心站经卫星i到校准点的伪距为：

ρ0＝c(tu0-t00)＝Ri+Ri0+cτ+δr    (2)

(2)式中，c为光速，t00为在校准点时中心站出站信号的出发时间，Ri为中心站至第i颗卫星的径向距离，τ为中心站、卫星转发器和用户终端的设备群时延，δr为电波传播折射误差；

当用户离开校准点到达位置(x1，y1，z1)时，用户钟测得出站信号的到达时间为tu1，此时从中心站经卫星到当前点的伪距为：

ρ1＝c(tu1-to1)＝Ri+Ri1+cτ+δr    (3)

(3)式中，t01为在当前点时中心站出站信号的出发时间，Ri1为当前点用户终端至第i颗卫星的径向距离，式(3)减去式(2)，得：

Ri1＝Ri0+c(tu1-t01)-c(tu0-t00)     (4)

利用(4)式，在解算出用户终端至两颗卫星实时径向距离并得到高程数据后，就可实时计算用户三维位置了；

测距误差为：

σr＝(Δf/f)×c×T                            (5)

(5)式中，Δf/f为铷钟频率稳定度，c为光速，T为铷钟最长工作时间；

系统三维定位误差为：

σp＝(σr·HDOP)2+(σh·VDOP)2                (6)

(6)式中，σr为接收机测距误差，σh为高度表高程测量误差；

差分算法代码如下：

本发明的优异效果如下：北斗导航定位系统是我国独立开发的卫星导航定位系统，卫星导航定位涉及政治、经济、军事等领域，对维护国家利益具有重大意义。

本发明基于北斗/GPS双模定位模块，参考GPS广域差分技术，提出了一种适合北斗定位系统的基于北斗/GPS双模定位模块的差分定位算法，有效的提高了北斗模块的定位精度。本发明的应用和推广，不仅在军事上，而且在国民经济建设中都能够发挥巨大的作用。在军事上，一方面可以将我军的情报侦察能力提高到一个新的水平，使获取的情报更加准确。在国民经济建设中，本发明也可在许多领域中得到应用。比如在车辆导航、车辆(公安、消防、银行、出租等)的调度、监控、城市交通管理、野外作业等方面都有着良好的应用前景。

附图说明

图1卫星轨道图；

具体实施方式