[发明专利]一种用于导航卫星系统信号源的平滑选星方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星导航系统信号源设计领域，具体涉及一种用于导航卫星系统信号源的选星方法。 

背景技术

导航卫星系统的信号源可以为卫星导航领域的各项研究、仿真和测试提供可重复的模拟信号，是单、多模导航接收机开发与验证的必备工具。同时，在不便于架设天线的环境中，如偏远山区和气候恶劣的地区，信号源也可以保证导航终端的正常工作，大大降低了架设天线的建设成本和维护费用。 

为了降低信号源实现的成本，可以在所有可见卫星中选择满足定位精度要求的若干颗卫星，进而仅仅模拟产生这几颗卫星的导航信号。这与卫星导航信号接收机在定位解算时的选星过程类似，因此，信号源在选星方面，可以借鉴现有的导航信号接收机的选星方法。 

专利号为200910086180.9，公开号为CN101571581的中国发明专利公开了一种导航卫星系统的快速选星方法，其步骤如下： 

步骤1：配置参数 

根据定位需要和接收机性能以及组合卫星个数，配置所需选取定位卫星的最大数目和星座GDOP值的初步限制要求以及遮蔽角MA。 

步骤2：计算所有卫星位置，获取每颗的卫星仰角El和方位角Az，并剔除仰角小于遮蔽角MA的卫星，剩余的为可见星。 

通过卫星星历得到所有当前可见卫星的位置，并将属于不同卫星系统的各卫星位置转换至某一种选定的坐标系中。 

卫星仰角El的范围为-90°～90°，方位角Az的范围为0°～360°，不在此范围内的，应按卫星所在象限进行修正。认为卫星俯仰角El大于等于遮蔽角MA即为可见卫星。 

步骤3：对可见星按仰角分区 

在选星之前，将所有可见卫星按仰角大小分为高仰角(75°＜El≤90°)、中仰角(40°≤El≤75°)和低仰角(MA≤El＜40°)三个区域。统计各区域中的可见卫星数，高仰角卫星数记为K0，中仰角卫星数记为K1，低仰角卫星数记为K2。 

步骤4：从所有可见卫星中选择仰角最大的一颗卫星作为所选的第一颗卫星S1。 

步骤5：根据高仰角卫星数K0和卫星S1的仰角大小，判断是否需要在高仰角卫星区域中增选一颗卫星。 

具体判断方法如下： 

如果卫星S1的仰角≥80°，不进行增选； 

如果高仰角卫星数K0≤1，不进行增选； 

如果以上两点均不满足，且高仰角区域至少有1颗卫星与卫星S1的方位角相差超过30°，则在高仰角区域选择一颗与卫星S1方位角相差最大者作为所选2号卫星S2，否则不进行增选。 

步骤6：分别在中、低仰角卫星区域中选星 

设定需要选取的中仰角区域最大卫星数Kz和低仰角区域最大卫星数Kd，对于单系统或双系统，配置原则为：Kz＝Kd＝3。 

然后，根据每个区域的卫星数，遵从方位角等距的原则(两两相邻卫星的方位角之差大小相等)，从中、低仰角卫星区域选择相应数量的卫星。注意，S1不计入该步骤的所选卫星数。 

如果中仰角卫星数K1≤Kz，或者当高仰角卫星数K0＝0，且K1≤Kz+1时，以优先剔除仰角较大者为原则，剔除所有两卫星之间方位角之差与仰角之差的和小于30°中的一颗，其余卫星全选。 

否则，先在中仰角区域中选出与最大仰角卫星S1方位角相差最接近30°的卫星，然后，以此卫星为基础，按需要选取中仰角卫星数Kz，将中仰角区域按方位角等距的原则分为Kz个区域，再在每个区域中选择1颗卫星方位角与该区域中心位置方位角之差最小的卫星。 

如果低仰角卫星数K2≤Kd，以优先剔除仰角较小者为原则，剔除所有两卫星之间方位角之差与仰角之差的和小于30°中的一颗，其余卫星全选。 

否则，先在低仰角区域选出与最大仰角卫星S1的方位角之差最接近180°的一颗，然后，以此卫星为基础，按需要选取低仰角卫星数Kd，将低仰角区域按方位角等距的原则分为Kd个区域，再在每个区域中选择1颗卫星方位角与该区域中心位置方位角之差最小的卫星。 

步骤7：获取GDOP并判定其是否满足要求 

根据选星结果，按照公式(1)计算GDOP。