[发明专利]一种基于多节点数据融合的卫星导航相对定位装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于多节点数据融合的卫星导航相对定位装置及方法，基准站子系统接收卫星导航系统输出的卫星导航信号，分别由4个卫星导航接收机单元进行跟踪、捕获处理，生成4路卫星导航观测信息及星历信息；融合处理单元利用生成的4路导航观测及星历信息进行完好性监测及融合处理生成1路差分与完好性增强信息，输入至发射电台单元进行广播；在移动站子系统端，接收电台单元接收基准站子系统发送的差分与完好性增强信号，卫星导航接收机单元接收卫星导航系统发送的卫星导航信号，进行相对定位及完好性处理，获得最终的相对定位及完好性计算结果。本发明在保证卫星导航相对定位精度的同时保障其完好性，有效地提升卫星导航相对定位系统在航空领域应用的安全性。

技术领域

本发明属于卫星导航相对定位领域，涉及BDS、GPS系统，可用于卫星导航相对定位系统多节点卫星导航数据的融合及差分修正信息的生成。

背景技术

卫星导航相对定位系统是一种基于卫星导航差分相对定位技术原理的系统，包括卫星导航系统、基准站设备和移动站设备。其中：

卫星导航系统：是指导航卫星产生测距信号，发送给基准站设备和移动站设备的系统。

基准站设备：包括卫导接收机、数据处理器和差分增强数据链。基准站将卫导接收机接收到的卫星测距信号通过差分增强数据链发送至移动站设备。

移动站设备：接收和处理由卫星导航系统和基准站设备发射的信号，输出卫星导航相位差分定位结果和完好性告警信息。

随着卫星导航差分相对定位技术的不断发展，卫星导航相对定位系统在各领域应用范围越来越广，尤其是在航空领域，而航空领域作为生命安全相关应用，相对定位不但要求较高精度而且其完好性至关重要。目前卫星导航相对定位系统基准站和移动站的基本配置为基准站中包含1台卫星导航接收机单元，移动站包含1台卫星导航接收机单元，在此配置下系统完好性性能难以保障。在卫星导航着舰应用中，为保障系统的完好性基准站中采用4个卫星导航接收机单元的配置，但需要同时发送4个基准站卫星导航接收机单元的信息至移动站，在此配置下数据通信容量压力大，且移动站运算资源消耗巨大难以满足实时高效运算。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种卫星导航相对定位系统装置，实现多节点卫星导航数据的融合处理及差分修正信息的生成能力，在保证卫星导航相对定位精度的同时保障其完好性，有效地提升卫星导航相对定位系统在航空领域应用的安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卫星导航相对定位装置，包括基准站子系统和移动站子系统各一套；

所述的基准站子系统包括4个卫星导航接收机单元及对应的天线单元、1个发射电台单元及对应的天线单元和1个融合处理单元；所述的移动站子系统包括1个卫星导航接收机单元及对应的天线单元、1个接收电台单元及对应的天线单元和1个定位解算单元；基准站子系统接收卫星导航系统输出的卫星导航信号，分别由4个卫星导航接收机单元进行跟踪、捕获处理，生成4路卫星导航观测信息及星历信息；融合处理单元利用生成的4路导航观测及星历信息进行完好性监测及融合处理生成1路差分与完好性增强信息，输入至发射电台单元进行广播；在移动站子系统端，接收电台单元接收基准站子系统发送的差分与完好性增强信号，卫星导航接收机单元接收卫星导航系统发送的卫星导航信号，进行相对定位及完好性处理，获得最终的相对定位及完好性计算结果。

本发明还提供一种用于上述装置的多节点数据融合处理方法，包括以下步骤：

(1)基准站子系统4个卫星导航接收机单元分别接收卫星导航系统信号，生成4路观测信息与星历信息；

(2)完好性监测单元首先根据4个卫星导航接收机所有接收到的卫星信号进行共视卫星集合的判定，然后分别对共识卫星集合内的每一个卫星导航接收机单元信息并行进行导航星历监测、伪距跳变监测、伪距缓变监测、载波跳变监测、载波缓变监测；每一项监测内容分别生成一个监测结果，最终生成4个卫星导航接收机所有可用卫星集合；