[发明专利]一种基于北斗地球同步卫星的快速定位方法有效

申请号：	201610131787.4	申请日：	2016-03-09
公开（公告）号：	CN105549054B	公开（公告）日：	2018-06-12
发明（设计）人：	苟娟	申请（专利权）人：	成都华力创通科技有限公司
主分类号：	G01S19/42	分类号：	G01S19/42
代理公司：	成都虹桥专利事务所(普通合伙) 51124	代理人：	李凌峰
地址：	610000 四川省成都市高新区天府***	国省代码：	四川;51
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摘要：
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【说明书】：

本发明涉及卫星导航定位技术，目的是为了解决传统的GNSS接收机在热启动过程中，高精度时间获取难度大，断电一段时间后时间精度无法满足热启动要求的问题。本发明提供一种基于北斗地球同步卫星的快速定位方法，包括如下步骤：首先，对接收的中频数据进行卫星信号捕获，并对捕获到的卫星信号进行载波频率与相位的跟踪，获得定位所需的观测量；然后，根据跟踪结果对地球同步卫星信号进行位同步处理及帧同步处理，得到地球同步卫星信号的发送时刻后进一步获得接收机的当前导航系统时刻，并根据当前导航系统时间获得各个卫星的准确发送时刻；最后，根据卫星的星历、历书、电离层参数及UTC参数，通过定位结算模块进行快速定位。本发明适用于北斗导航定位。

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术，特别涉及一种基于北斗地球同步卫星的定位方法。

背景技术

全球定位导航GNSS接收机已经普遍用于军事以及我们的日常生活中。作为衡量GNSS接收机性能的关键指标之一，首次定位时间(TTFF)的各种应用场景的提升，将会更好地适应各种需求。

GNSS接收机定位的几个必要因素为：跟上不少于4颗卫星，并且获得这些卫星的星历、发送时间和多普勒测量值。所以实现快速定位实际上就是实现不少于4颗卫星的快速捕获跟踪，并且快速获得这些卫星的测量信息。

传统GNSS接收机热启动定义为：重启时能获得高精度的时间(一般误差不超过0.5ms)，有粗略的接收机位置信息(一般误差不超过150km)，至少4颗卫星星历没有过期。这种方案下接收机热启动的TTFF时间大约是1s，但是这种方案最大的难度在于高精度时间的获取。一般采用32K RTC独立供电来获取时间，但是由于晶振自身的特性，这种方案下断电约30分钟，时间精度就不能满足热启动要求，而且要求RTC一直不能断电，接收机的设计复杂度也更高。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的GNSS接收机在热启动过程中，高精度时间获取难度大，断电一段时间后时间精度无法满足热启动要求的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种基于北斗地球同步卫星的快速定位方法，包括如下步骤：

根据卫星的优先级关系、卫星伪码及频率指定捕获策略对接收的中频数据进行卫星信号捕获，并对捕获到的卫星信号进行载波频率与相位的跟踪，获得定位所需的观测量，所捕获的卫星信号至少包含4颗卫星，其中至少有一颗为地球同步卫星；

根据跟踪结果对地球同步卫星信号进行位同步处理及帧同步处理，得到地球同步卫星信号的发送时刻后进一步获得接收机的当前导航系统时刻，并根据当前导航系统时间获得各个卫星的准确发送时刻；

根据卫星导航系统的协议格式，解析得到卫星的星历、历书、电离层参数及UTC参数，并通过定位结算模块得到接收机的位置、速度及本地时间。

一种优选的方案是，所述捕获策略为快速傅里叶并行捕获策略，进行捕获时，捕获3颗地球同步卫星的卫星信号及3颗非地球同步卫星的卫星信号。

具体地，所述接收机的当前导航系统时间Tr’根据公式

Tr'＝Ts+D/C

计算获得，其中，Ts为地球同步卫星信号的发送时间，D为地球同步卫星到接收机的传输距离，C为光速。

具体地，所述卫星到接收机的传输距离通过公式

计算获得，其中，其中Sx、Sy、Sz为地球同步卫星在ECEF坐标下的位置，根据发送时间和地球同步卫星星历获得，Ux、Uy、Uz是接收机在ECEF坐标下的位置，根据接收机位置获得。