[发明专利]一种组合导航接收机中辅助捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组合导航接收机中捕获方法，尤其涉及一种组合导航接收机中辅助捕获方法。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)为用户提供定位导航服务，GNSS包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的Galileo系统、中国的北斗(BeiDou)系统以及其他一些增强系统。

在复杂环境中，地面接收到的GNSS卫星信号功率不同。卫星的信号由于树木、高楼等的遮挡，信号功率弱，接收机难以捕获和利用该卫星信号。即使在热启动时，接收机具有很多先验知识，如卫星星历、接收机粗略位置、粗略时间，但接收机仍然无法直接预测卫星的扩频码相位。主要原因在于，定位前接收机粗略时间的典型精度为毫秒至秒，远远超过扩频码片的分辨率(以GPS的L1C/A扩频码为例，其周期为1毫秒，包括1024个码片)。

如果能够准确的预测目标卫星的一级码(扩频码)相位，就可以在目标码相位处对卫星信号进行捕获，此时只需要搜索几个或几十个不确定码相位，与原来需要1024个不确定码相位相比，捕获时间可大大减少。另外，由于能够准确预测目标卫星的二级码(比特)相位，可以使用更长的相干积分时间，极大的提高捕获灵敏度。

通过外部时间辅助(如网络授时)可得到精度好于1毫秒的时间辅助值，进而实现精确地预测，但是需要额外的设备，增加了卫星导航接收机的成本，且限制了使用范围。

当前卫星导航接收机一般具有实时时钟(RTC)模块，在备份电池的支持下，可以在一段时间(典型的值是十几分钟)内保持时间偏差小于1毫秒，所以可以实现精确地预测。但是该方法只能在接收机断电后的一段时间内有效，例如是十几分钟。另外，由于RTC模块使用晶振，受温度、震动等外界环境影响，所以该方法有时会失效。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种组合导航接收机中辅助捕获方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种捕获时间短、灵敏度高端的组合导航接收机中辅助捕获方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种组合导航接收机中辅助捕获方法。

所述组合导航接收机能够接收处理多个卫星信号，并且已经捕获跟踪到至少一个卫星信号；其特征在于：包括辅助信息产生步骤和卫星捕获跟踪步骤：

所述辅助信息产生步骤包括以下步骤：

1-a：选择参考卫星：记录已捕获跟踪的卫星数目N，并选择一颗已捕获跟踪的卫星n作为参考卫星；

1-b：在所述参考卫星的测量时刻t_rcu,n，所述组合导航接收机锁存本地扩频码与所述参考卫星信号同步，测量所述参考卫星发射信号的卫星时间M_n⁽¹⁾；产生码相位辅助信息：

其中Pr_n⁽¹⁾为所述参考卫星的伪距；

1-c：由所述参考卫星估计并记录所述组合导航接收机的时钟误差Δt_rcu,n：

1-d：判断是否还有其他已经跟踪的卫星没有作为参考卫星计算所述组合导航接收机的时钟偏差Δt_rcu,n，如果是，转向步骤1-a，否则，转向步骤1-e；

1-e：计算所述组合导航接收机的时钟偏差Δt_rcu：

所述卫星捕获跟踪步骤包括以下步骤：

2-a：选择一个待捕获跟踪的卫星作为目标卫星；

2-b：计算所述目标卫星的伪距Pr⁽²⁾；

2-c：计算伪距修正值Pr'⁽²⁾：

Pr'⁽²⁾＝Pr⁽²⁾+Δt_rcu(4)

2-d：以伪距修正值Pr'⁽²⁾为目标位置，捕获跟踪目标卫星。

在本发明的较佳实施方式中，所述组合导航接收机接收处理的多个卫星信号来自同一个卫星系统。

在本发明的另一较佳实施方式中，所述组合导航接收机接收处理的多个卫星信号来自同不同的卫星系统；选择一个卫星系统为参考卫星系统；所述组合导航接收机的的时钟误差Δt_rcu,n为：

其中Δt_sys为所述参考卫星所在的卫星系统与所述参考卫星系统之间的偏差；所述伪距修正值Pr'⁽²⁾为：