[发明专利]一种利用BDS系统GEO卫星的快速定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种利用BDS系统GEO卫星的快速定位方法及系统。方法包括：S1、卫星接收机冷启动；S2、判断是否有至少四颗GEO卫星输出伪距测量值，如是则获取粗略位置和粗略钟差；S3、判断是否有卫星完成位同步，如是则输出模糊的伪距测量值；S4、对于已完成位同步的卫星，计算当前时刻的粗略位置；计算卫星与接收机之间粗略的几何距离，并结合粗略钟差计算得到卫星粗略的伪距测量值；S5、计算出真实的伪距测量值；S6、将得到真实的伪距测量值的卫星参与定位解算；S7、判断定位结果的精度因子是否低于设定的门限值，如是则输出定位结果并完成首次定位。本发明能够将首次定位时间由6s缩短至2s。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，更具体地说，特别涉及一种冷启动条件下利用BDS系统GEO卫星的快速定位方法及系统。

背景技术

卫星导航接收机为了能够解算出达到精度要求的位置，必须要满足如下三个条件：

1)获取4颗以上（含）卫星的完整星历；

2)输出4颗以上（含）卫星的伪距测量值；

3)定位解算的精度因子（DOP）低于门限值；

某些特殊类型的卫星导航接收机（比如用于弹药制导的弹载接收机）要求在冷启动条件下具有较短的首次定位时间。为了缩短首次定位时间，就必须使接收机尽快具备上述三个条件。其中条件一可以通过预先加注星历数据的方式解决；条件三则要求参与定位解算的卫星具有较优的定位几何，这要求接收机至少收到2颗以上的MEO卫星。下面介绍接收机输出伪距测量值（即条件二）的条件。

伪距测量值ρ反映的是接收机本地时间tr和卫星信号时间ts之间的差值，其表达式为：；其中，c表示光速，其值为299792458m/s。

本地时间t_r由接收机根据本地始终来维持，而卫星信号时间t_s是接收机通过接收卫星信号来获得，因此输出伪距测量值的前提是正确获取卫星信号时间。

各种卫星导航系统的民用信号的扩频码均存在周期性，由于卫星与接收机之间的信号传输时延远远大于民用信号扩频码的周期性，因此还需要扩频码的周期数才能正确解算出卫星信号时间。卫星导航信号的扩频码周期数是根据信号上调制的导航电文处理得到，电文处理的过程就是消除扩频码周期的模糊度。

根据导航信号电文处理的过程，卫星信号时间t_s可以表示为：

，其中，t_c表示扩频码周期内的时间，T_c表示扩频码周期，k_c表示导航电文比特时长内的扩频码周期数，T_b表示导航电文比特时长，k_b表示秒以内的导航电文比特数，k_s表示秒计数，T_s表示1秒。式中的T_c和T_b与具体的信号类型有关。

在传统的信号接收流程中，卫星信号时间的获取包括如下四个步骤：