一种基于强跟踪滤波和埃尔米特插值法的接收机快速定位方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于强跟踪滤波和埃尔米特插值法的接收机快速定位方法。该方法可从已知卫星运行状态中，插值预测卫星位置，保证定位精度的同时极大降低了运算复杂度，并通过强跟踪滤波器，实现接收机快速定位。具体来说，该方法首先提取导航电文中的星历参数，根据空中接口文档计算出卫星位置和速度，其次选择滑动窗时间区间，根据埃尔米特插值法，估计卫星运行轨道位置，最后调整系统状态向量和噪声协方差矩阵，利用强跟踪滤波进行接收机定位解算，同时，调整滑动窗时间区间，重新进行轨道预测及滤波，以实现接收机快速定位。本发明在保证定位精度的前提下，极大的降低了运算复杂度，可满足用户对接收机定位精确性、实时性和鲁棒性的要求。
【专利说明】一种基于强跟踪滤波和埃尔米特插值法的接收机快速定位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于全球卫星导航系统接收机定位解算领域，具体的说是一种基于非线性滤波和插值法的接收机快速定位方法。
【背景技术】
[0002]目前全球导航卫星系统(GNSS)主要包括美国的GPS、俄罗斯的GL0NASS、欧洲的Galileo和中国的BDS四大系统。GNSS在军事和民用领域都扮演者极其重要的地位，特别是在军事用途中，它可以提高导弹的目标命中率；在民用领域，GNSS可为海、陆、空各个层面的物体进行定位、导航，包括船舶远洋航行和进港引水，汽车自主导航以及飞机航路引导和进场降落等。此外，各种地面车辆跟踪和城市智能交通管理的最核心技术就是GNSS定位；它还可以为电力、邮电和通信等网络系统授时和校频，包括产生同步时间、精确授时与校频等；大地测量、地壳运动监测、工程测量、工程变形监测和资源勘探等各种测量任务与GNSS密不可分。
[0003]GNSS进行接收机定位的基本原理是利用卫星星历参数解算出卫星在空间坐标系中的位置，然后根据伪距测量值信息，求解以下η元非线性方程组:
【权利要求】
1.一种基于强跟踪滤波和埃尔米特插值法的接收机快速定位方法，其特征包括以下五个步骤: 步骤A:根据星历参数初始计算卫星轨道位置及速度分量； 步骤B:提取滑动窗时间区间边界处卫星运行轨道位置和速度分量； 步骤C:利用埃尔米特插值法进行滑动窗时间区间内卫星运行轨道位置估计； 步骤D:采用强跟踪滤波器进行接收机定位解算； 步骤E:调整滑动窗时间区间，重复步骤B。
2.根据权利要求1所述的接收机快速定位方法，其特征在于:步骤A通过导航电文提取16个星历参数,初始计算卫星在WGS-84坐标系下的XYZ坐标位置和速度分量。
3.根据权利要求1所述的接收机快速定位方法，其特征在于:步骤B通过滑动窗时间区间确定插值节点的起始点和终点，并提取相应的卫星轨道位置及速度分量，插值区间持续时间为20?100秒。
4.根据权利要求1所述的接收机快速定位方法，其特征在于:步骤C满足插值曲线在节点处与原卫星运行轨道曲线一致，且一阶导数也相等。
5.根据权利要求1所述的接收机快速定位方法，其特征在于:步骤D中系统状态向量包括位置、速度、接收机钟差和频漂，过程噪声和观测噪声均为加性高斯白噪声，遗忘因子取值为0.995。
6.根据权利要求1所述的接收机快速定位方法，其特征在于:步骤E中调整滑动窗时间起始点位置，滑动窗持续时间保持不变。
【文档编号】G01S19/37GK103529461SQ201310478949
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】孟凡琛, 朱柏承, 张延东, 甘哲, 张前南 申请人:北京大学