[发明专利]一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法

权利要求书

1.一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过北斗卫星信号强度权重优化模型得到方位和强度矩阵G；

S2：从终端获取的N个卫星中选择4颗卫星，其中一颗卫星为卫星载波信号强度最大的卫星，另外三颗卫星通过非负矩阵分解算法确定，1≤i≤N，N表示终端捕获到的卫星数；

S3：将选取的四个卫星的方位和强度信息代入到四阶方位和强度矩阵G中，并求得几何精度因子GDOP的值。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：所述S1中的方位和强度矩阵G为：

其中，φ_i表示第i个卫星的仰角，ψ_i表示第i个卫星的方位角，表示第i个卫星的载波信号强度，矩阵G第i行代表第i个卫星的方位和强度矩阵，参数g可通过大量实际数据和仿真模拟确定出。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：所述S2中确定三颗卫星的非负矩阵分解算法的步骤为：

S21：将方位和强度矩阵G排除掉载波信号强度最大的卫星后得到的矩阵G_o，

对G_o的每一行进行归一化处理，转置得到矩阵：L¹＝[l₁l₂...l_N-1]

其中l_j表示G_o中第j+1行归一化后的值；

S22：对L¹构造如下迭代方程：

其中，ΔH为步长矩阵，k不能超过所选卫星数量，即k≤3；

S23：将第k次迭代的向量L^k+1中最大信号值所在列的索引值，设为b^k，构造新矩阵U^k＝G_o(b^k)，其中G_o(b^k)表示抽取矩阵G_o的第b^k行，其中步长矩阵ΔH的计算公式为：

V^k为中间矩阵,并无实际意义；

S24：将步长矩阵ΔH代入到S22的迭代方程中，更新向量L^k+1，并对L^k+1求出最大索引值b^k耀1，得到其余3颗卫星组成的方向余弦矩阵G₀(b^k)。

4.根据权利要求3所述的一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：所述步骤S21中的G_o为：

当L₁为最大载波信号能量A₁所对应的卫星时，G_o为将方位和强度矩阵G排除掉载波信号强度最大的卫星L₁后得到的矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：所述S3中将矩阵G_o(b^k)以及载波信号强度最大的卫星L₁的方位和强度矩阵代入到方位和强度矩阵G中，完成卫星的组合优化。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星信号强度权重优化模型的快速选星方法，其特征在于：所述步骤S3中几何精度因子GDOP的公式：

其中，trace表示对矩阵求迹。