[发明专利]一种伪卫星侧向导航组网实现方法

摘要

本发明提供一种伪卫星侧向导航组网实现方法，其将伪卫星部署在服务区之外，其定义描述伪卫星导航组网性能的指标，在地理环境、平台特性、用户需求等约束条件的基础上，通过构建相应数学模型和指标函数，综合设计伪卫星最优组网目标函数；并采用最优化算法对伪卫星最优组网目标函数进行多维度精寻优，最后获得伪卫星导航组网最优方案。与现有技术相比，本发明所提出的伪卫星“侧向”组网方法，可以在不受导航服务区内恶劣因素影响的情况下，实现导航定位与增强。

主权项

一种伪卫星侧向导航组网实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以m颗伪卫星部署在导航服务区之外为前提条件，设计m颗伪卫星在导航服务区之外的最优组网目标函数E({PS_j})：$E\left(\right\{{\mathrm{PS}}_j\left\}\right)=w_1\stackrel{\‾}{GDOP}\left(\right\{{\mathrm{PS}}_j\left\}\right)+w_2\[Availabilty\left(\right\{{\mathrm{PS}}_j\left\}\right)-n\]$其中，j＝1,2…m，是部署伪卫星位置坐标的集合误差函数；Availabilty({PS_j})是导航服务区内采样点处的可视伪卫星的最大可用和函数，w₁、w₂为指标权重；且:GDOP_i是第i个采样点的有效GDOP值，i＝1,2…n，n为导航服务区内均匀分布的有效观测采样总点数；tr(·)为求矩阵的迹，将第j个伪卫星的位置坐标表示为导航服务区内第i个采样点的坐标表示为则有：$G_i=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{cos\α}}^{1i}& {\mathrm{cos\β}}^{1i}& {\mathrm{cos\γ}}^{1i}& 1\\ {\mathrm{cos\α}}^{2i}& {\mathrm{cos\β}}^{2i}& {\mathrm{cos\γ}}^{2i}& 1\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ {\mathrm{cos\α}}^{ji}& {\mathrm{cos\β}}^{ji}& {\mathrm{cos\γ}}^{ji}& 1\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ {\mathrm{cos\α}}^{mi}& {\mathrm{cos\β}}^{mi}& {\mathrm{cos\γ}}^{mi}& 1\end{array}\right],$其中，${\mathrm{cos\α}}^{ji}=\frac{({\mathrm{PS}}_x^j-S_x^i)}{d_{ji}},{\mathrm{cos\β}}^{ji}=\frac{({\mathrm{PS}}_y^j-S_y^i)}{d_{ji}},{\mathrm{cos\γ}}^{ji}=\frac{({\mathrm{PS}}_z^j-S_z^i)}{d_{ji}},$$d_{ji}=\sqrt{{({\mathrm{PS}}_x^j-S_x^i)}^2+{({\mathrm{PS}}_y^j-S_y^i)}^2+{({\mathrm{PS}}_z^j-S_z^i)}^2};$$Availabilty\left(\right\{{\mathrm{PS}}_j\left\}\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{MaxVisible}}_i,{\mathrm{MaxVisible}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1,& ifavailablePLnumber\left(i\right)=m\\ 0,& ifavailablePLnumber\left(i\right)\<m\end{array}\right.,$其中，availablePL number(i)为第i个采样点可用伪卫星数量；w₁+w₂＝1；步骤2，利用最优化算法对最优组网目标函数E({PS_j})进行多维度精寻优，获得伪卫星导航组网最优方案，根据该伪卫星导航组网最优方案在服务区之外部署伪卫星。