[发明专利]一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统。该方法包括：获取卫星导航电文；根据卫星导航电文确定可用卫星数、卫星号、各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以卫星仰角以及方向角为依据，确定6颗最佳卫星；初始化北斗接收机的位置状态，根据任一颗卫星的广播星历数据确定卫星参数；根据北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及卫星参数确定不同的卫星观测方程，并确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；根据北斗接收机的位置状态构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对误差方程求解，确定北斗接收机的最终位置坐标。本发明能够降低定位计算量，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统。

背景技术

随着中国北斗三号全球卫星导航系统星座部署系统搭建完毕，目前共有55颗北斗二号与北斗三号组网卫星为北斗导航服务，北斗导航定位系统民用化也将是我国经济发展的重要支柱。定位导航过程中，定位解算是卫星导航接收机主要的组成部分。随着北斗三号可用定位卫星数量增多，可大大提高定位解算精度，但这需要与之适应的解算算法才能充分的利用其多星定位数据。目前在多模即GPS、北斗、GLONASS多定位系统定位方式是一种常用的定位方式，其也涉及到如何在多可用卫星下采用合适的定位解算算法得到更精确的结果。目前定位解算使用最多是伪距定位法，其原理是将卫星与定位点的测量距离(伪距)做为几何距离，采用大地坐标系，带入卫星实时坐标，进而求得定位坐标。该解算方程中含有X、Y、Z、δt即坐标以及时钟误差4个未知数，所以需要获得4个及以上卫星信号方可定位。为了提高定位精度，在多可用定位卫星的情况下，需要通过选择合适的卫星信号进行解算，具体以所选卫星的GDOP(几何精度)作为评判标准，GDOP值越小越好。接着将卫星信号作为参数输入解算方程中，最后选择合适的方法完成对方程解算。

目前选星方法有最佳几何精度因子法、最大矢端四面体体积法、准最佳选星法，方程解算常用方法有最小二乘法以及卡尔曼滤波算法以及相关改进方法；通过上述方法虽然可以提高定位精度，但选星过程中存在大量矩阵求逆过程，计算时间较长。而现有方程解算方法处理非线性方程求解精度相比于智能算法精度较低，但智能算法得出精度越高对应迭代次数也相对变多，计算时间较长不适用于实际工作当中的问题一直未能解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统，以解决针对现有选方法的定位解算方法迭代次数多，计算时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法，包括：

获取卫星导航电文；所述卫星导航电文包括卫星观测数据、气象数据以及广播星历数据；

根据所述卫星观测数据确定可用卫星数以及卫星号；

根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星；

基于所述6颗最佳卫星，根据任意一颗所述最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态；所述卫星参数包括伪距、卫星时钟误差、对流层延迟以及电离层延迟；

根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；一颗最佳卫星对应一个卫星观测方程，一个卫星观测方程对应一组卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；

根据所述北斗接收机的位置状态、所述卫星观测方程余数项以及所述卫星方向余弦构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。