[发明专利]一种卫星导航接收机失锁重捕后快速定位方法

摘要

本发明公开了一种卫星导航接收机失锁重捕后快速定位方法。该方法记录卫星失锁时刻、失锁前参与定位卫星号和星历及失锁前用户位置速度信息和用户钟差钟速信息；重捕后，利用当前时刻和失锁时刻及失锁前用户位置速度信息推算用户概略位置，利用当前时刻计算卫星概略位置。利用用户概略位置和卫星概略位置计算伪距，利用用户钟差和用户钟速修正伪距值。利用码跟踪环路提供的小于1毫秒的伪距值和计算的伪距值求解整毫秒的伪距模糊度，获得正确伪距值和卫星信号发射时刻，进行定位。采用本方法跟踪后即可定位，无需位同步和帧同步，实现了在失锁60秒内重捕后1秒内即可定位的指标。解决了传统定位方法不适用对移动物体进行快速定位的问题。

主权项

一种卫星导航接收机失锁重捕后快速定位方法，其特征在于：卫星导航接收机在失锁重捕后，利用记录的卫星失锁时刻、用户位置、用户速度、用户钟差和用户钟速信息求解出卫星信号发射时刻整毫秒模糊度，即可求解出卫星信号发射时刻，最后进入定位解算，卫星信号发射时刻求解步骤如下：步骤一、卫星导航接收机记录以下失锁时信息：接收机卫星信号失锁时刻用t0表示；用户位置在地心地固坐标系下的x、y、z坐标用xu0 、yu0、zu0表示；用户速度在地心地固坐标系下的x、y、z坐标方向上的速度分量用vx0 、vy0、vz0 表示；用户钟差用δtu0表示，用户钟速用δ′tu0表示；星钟参考时刻用toc表示 ，星历中多项式系数用αf0 、αf1 、αf2表示；步骤二、利用失锁时记录的信息推算重捕后用户概略位置，设tu为用户当前时刻，重捕后用户概略位置在地心地固坐标系下的x、y、z坐标为：xu= xu0+ vx0×(tu‑ t0)yu= yu0+ vy0×(tu‑ t0)zu = zu0+ vz0×(tu ‑ t0)其中xu、yu 、zu为失锁重捕后用户概略位置在地心地固坐标系下的x、y、z坐标；xu0、yu0、zu0为失锁时用户位置在地心地固坐标系下的x、y、z坐标；vx0 、vy0、vz0为失锁时用户速度在地心地固坐标系下的x、y、z坐标方向上的速度分量；t0为卫星信号失锁时刻；步骤三、利用用户当前时刻tu和星历即可计算出卫星概略位置xs、ys、zs，即为tu时刻在地心地固坐标系下卫星的x、y、z坐标；步骤四、首先利用步骤二获得的用户概略位置和步骤三获得的卫星概略位置计算卫星概略位置所得伪距：ρ1= [(xu‑xs)2+(yu‑ys)2+(zu‑zs)2]0.5其中xu、yu 、zu为用户概略位置；xs、ys、zs为卫星概略位置；ρ1为卫星概略位置所得伪距；然后利用记录的用户钟差和用户钟速对伪距ρ1进行修正，即从伪距ρ1中消除用户钟差和用户钟速引起的伪距增量，并且消除由于卫星钟差引起的伪距增量，修正后进一步得出卫星概略位置的真实伪距：ρ =ρ1+c×[δtu0+( tu‑ t0) ×δ′tu0]‑c×[αf0+αf1×(tu‑ toc)+ αf2×(tu‑ toc)2]其中ρ为卫星概略位置的真实伪距；ρ1为卫星概略位置所得伪距；c为光速，取299792458m/s；δtu0为用户钟差；δ′tu0为用户钟速；tu为用户当前时刻；t0为卫星信号失锁时刻；toc为星钟参考时刻；αf0 、αf1 、αf2为星历中三个多项式系数；步骤五、首先利用步骤四获得的卫星概略位置真实的伪距计算卫星信号发射时刻整毫秒数模糊度：tsvms=| tu‑ρ÷c‑φ|取整其中tsvms为求解的卫星信号发射时刻整毫秒数；tu为用户当前时刻；ρ为卫星概略位置真实的伪距；c为光速，取299792458m/s；φ为从码跟踪环路获得的毫秒以下的精确值；然后利用求解的卫星信号发射时刻整毫秒数模糊度tsvms、tsvms+1和tsvms‑1分别和从码跟踪环路获得毫秒以下的精确值φ组成三个卫星信号发射时刻tsvms+φ、tsvms+1+φ和tsvms‑1+φ，利用三个卫星信号发射时刻计算三个与卫星概略位置真实的伪距值ρ的差值：Δρ1 = [tu‑( tsvms+1+φ)] ×c‑ρΔρ2 = [tu‑( tsvms+φ)] ×c‑ρΔρ3 = [tu‑( tsvms‑1+φ)] ×c‑ρΔρ1、Δρ2、Δρ3判断与卫星概略位置真实的伪距值ρ的相近程度，取最小的Δρ1、Δρ2、Δρ3中的tsvms+1+φ或tsvms+φ或tsvms‑1+φ作为卫星信号发射时刻tsv，利用此卫星信号发射时刻和星历即可计算出正确的卫星位置，利用公式（tu‑tsv）×c重新计算正确的伪距，最后根据正确的卫星位置和正确的伪距即可进入下一步的定位解算。