[发明专利]一种用于GPS接收机自主预测星历的方法

权利要求书

1.一种用于GPS接收机自主预测星历的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据输入的广播星历计算星历有效时间内卫星的位置速度矢量，作为精密定轨的观测值；

步骤2：根据所述观测值进行精密定轨，利用定轨程序计算得到定轨弧段初始时刻的精确位置速度矢量，以及太阳光压模型参数中的卫星面质比；

步骤3：进行轨道预报，以所述定轨弧段初始时刻的精确位置速度为起始，采用所述卫星面质比作为卫星等效面质比参数进行轨道外推，外推到开机时刻，得到开机时刻的位置速度矢量；

步骤4：将所述开机时刻的位置速度矢量拟合成广播星历，直接应用于接收机的定位解算。

2.根据权利要求1所述的用于GPS接收机自主预测星历的方法，其特征在于，所述步骤2中进行精密定轨的具体方法为：

建立航天器的状态量模型：

其中：r,v分别表示t时刻卫星的位置矢量和速度矢量，β表示待估参数卫星等效面质比；

观测量与航天器的状态量X的量测方程：

Y＝Y(X,t) (2)

其中：Y表示观测量的测量值且只包含位置矢量；X(t)满足轨道动力学方程：

求解式(3)得到状态方程：

X(t)＝X(t₀,X₀；t) (4)

其中：X₀为待估状态量；

将式(2)在参考状态量并舍去二阶和二阶以上的小量，得到：

其中：参考状态量为待估状态量X₀的近似值；Y(X^*,t)是观测量的理论计算值，是测量矩阵，记为H_X；是状态转移矩阵，记为Φ(t₀,t)；

令：

得到精密定轨基本方程：

y＝Bx₀ (8)

其中：y为残差；

通过迭代方式由观测采样数据求解精密定轨基本方程(8)，得到待估状态量X₀的改正值给出历元t₀时刻达到精度要求的状态量则：

其中：下标k表示引用了k次采样数据；重复迭代_i次直至满足精度要求，得到：

3.根据权利要求2所述的用于GPS接收机自主预测星历的方法，其特征在于，所述步骤2中：

精密定轨基本方程(8)的求解采用最小二乘估计，通过式(11)计算得到：

其中：表示从t₀到t_l时刻的状态转移矩阵，H_l表示t_l时刻的测量矩阵，y_l表示t_l时刻的残差向量；

矩阵B通过式(12)计算：

测量矩阵H_X通过式(13)计算：

其中：x,y,z表示三个位置分量；

状态转移矩阵Φ(t₀,t)通过状态方程(4)得到，状态转移矩阵Φ(t₀,t)通过式(14)计算：