[发明专利]一种与北斗系统实时同步生成伪卫星信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置服务、卫星导航和物联网应用领域，特别是关于一种与北斗系统实时同步生成伪卫星信号的方法。

背景技术

导航卫星信号生成是为基于位置服务、卫星导航和物联网的应用终端提供高可靠性、高精度、可重复应用的测试信号和测试手段。基于通用接收机的大范围的卫星信号遮挡区域的高精度定位是当前导航定位领域研究的一个热点和难点，由于范围较大(达到公里量级)，WiFi定位、移动通信基站定位等技术难以应用，最有效可行的方式伪卫星定位方式。

现在大部分基于伪卫星的定位技术都需要对接收机进行改进，主要的原因是卫星导航定位系统里卫星位置的星历都是采用的开普勒六参数的方式发布，接收机根据开普勒六参数及其修正参数实时计算出卫星的位置，而伪卫星的位置一般不能用开普勒六参数来表示，一般都采用地球协仪坐标的方式来表示，所以，普通的接收机无法解析这部分参数，也就无法获得卫星的位置。对于接收机来说，需要开辟专门的通道来解析伪卫星的电文信息，这也就限制了通用接收机利用伪卫星来进行定位。特别是对于现在广泛使用的移动终端的接收机来说，无法利用这种伪卫星的信号进行定位，也就限制了伪卫星技术的应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种与北斗系统实时同步生成伪卫星信号的方法，该方法能够应用于通用接收机，并且能够实现和在轨卫星联合定位。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种与北斗系统实时同步生成伪卫星信号的方法，其包括以下步骤：1)由导航接收机接收实际卫星信号，并由导航系统控制器向导航接收机发送多个实际卫星系统星历接收指令，导航接收机获取当前的实际卫星系统星历参数，同时通过1PPS实现将本地信号与实际北斗时的时间同步，并判断是否实现时间同步，若实现时间同步后，将同步标志设置为“时间已同步”，进入步骤2)；反之继续通过1PPS实现时间同步；2)根据当前的可见星和用户位置关系利用选星方法进行伪卫星星号选择，并将选择的星号进行存储；3)根据存储的星号，将该星号对应的伪卫星信号进行仿真计算，生成与实际星历同步的电文参数和观测量参数；4)通过已有的信号生成机制将伪卫星信号的伪距参数、多普勒参数和误差参数转换后并输出，信号播发后每隔1秒进行一次判断，判断当前伪卫星是否已经不再满足选星要求，如果不满足要求则重新输出伪卫星信号；满足则根据选星方法选出1颗备用卫星；5)计算选出的备用卫星的电文参数和观测量参数，并判断当前时刻是否应该进行换星；如果满足换星时刻，则进行换星处理，关闭当前卫星信号，启动新的卫星，换星过程完成；反之，返回步骤4)，循环进行伪卫星的生成，实现了与北斗系统的同步。

所述步骤1)中，所述通过1PPS实现将本地信号与实际北斗时的时间同步包括以下步骤：(1)设置时钟同步结构，该时钟同步结构包括授时型导航接收机、接收天线、带有本地原子钟的时钟驯服模块和伪卫星信号发生器；(2)授时型导航接收机通过接收天线接收实际卫星信号，并读取实际卫星系统UTC时；授时型导航接收机将实际卫星系统UTC时进行读秒处理后，利用1PPS信号将时间信息传输至时钟驯服模块，同时通过串口将该时间信息传输至伪卫星信号发生器；通过时钟驯服模块同步生成10MHz时钟信号和稳定的1PPS信号；(3)授时型导航接收机通过时钟驯服模块输出的10MHz时钟信号作为伪卫星信号发生器的时钟基准信号，授时型导航接收机通过时钟驯服模块输出的下一个1PPS信号作为伪卫星信号发生器的外触发信号；(4)伪卫星信号发生器将读取的实际卫星UTC时间转换后产生伪卫星系统时间，伪卫星信号发生器工作在外触发模式下，读取实际卫星系统UTC时间并通过时钟驯服模块获取到稳定的1PPS信号后，判决是否具备从下一秒开始和实际时间对齐的条件，判决条件成立后开始计算输出下一秒的伪卫星信号，并同步利用1PPS信号和10MHz将伪卫星系统本地时间与UTC时间进行对齐，实现同步。

所述步骤4)中，所述伪卫星的选星原则如下：(1)用户范围内难以正常接收的实际卫星，即不在用户视野内的实际卫星；(2)实际卫星—伪卫星—用户所构成的转发线路相对于直线线路的误差要尽可能的小；(3)伪卫星与现有卫星组成的联合星座的GDOP值小。