一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，它涉及通过DEM数据、历书数据推算出基准站在某一时刻对卫星的可见性，所述方法步骤包括：1、计算卫星方位角α和高度角β；2、计算基准站到卫星方向与DEM有效数据边界交点坐标P；3、计算障碍点坐标；4、计算障碍点的高度角；5、判断卫星可见性。通过本发明可以对基准站布设进行图上预演工作，并具有简单实用的优点。
【专利说明】一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及卫星导航领域，特别涉及根据历书计算卫星高度角和基于DEM数据计 算卫星高度角相结合计算卫星可见性分析方法。
【背景技术】
[0002] RTK (Real Time Kinematic)即实时动态，是一种以载波相位观测量为根据的实时 差分测量技术，其基本思想是在基准站架设一台北斗接收机，对所有可见卫星进行连续观 测，并将观测数据通过无线电发送设备实时发送给流动站，流动站接收机在接收卫星信号 的同时，也通过无线电接收设备接收来自基准站的观测数据，根据相对定位原理，便可以实 时计算出流动站的坐标。然而作业员在野外作业，尤其是在地形起伏较大地区，很难快速确 定基准站的布设位置，使其不仅对卫星有较佳的可见性，而且还要使无线电发射设备发出 的观测数据最大限度的覆盖其服务区域。目前主流的GIS平台都具备DEM数据支持下的通 视分析功能。通视分析功能可以方便的解决无线电发射覆盖区域分析问题；然而要进行卫 星可见性分析，需要卫星位置包含在DEM数据范围内，才能使用GIS平台提供的两点通视分 析功能对基准站和卫星是否可见进行分析，通过该方法得到卫星方向障碍点的高度角，并 与通过历书计算得到的该时刻的卫星高度角进行比较，从而得到卫星的可见性分析结果。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明提供一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，该方 法根据历书计算卫星高度角和基于DEM数据计算卫星高度角相结合，通过计算结果分析卫 星在特定时刻相对于基准站的可见性。
[0004] 为达到上述目的，本发明采取以下技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0005] 图1为本发明卫星可见性分析方法实施流程图； 图2为本发明DEM有效数据范围分割图； 图3为本发明两点通视分析图。
【具体实施方式】
[0006] 参见图1-图3,本发明一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，包括 以下步骤： (1) 使用历书数据，根据常规算法计算卫星的高度角於； (2) 计算基准站到卫星方向与DEM有效数据边界交点坐标'； DEM有效数据范围分割图如图2所示： 矩形区域为 DEM 有效数据范围 Rect (Top, Right, Bottom, Left) A , ,a: ,QT; 将DEM数据分为四个范围；卫星1-4分别代表了落在这四个数据范围内的待分析卫星,i?, K ,巧，P4分别为基准站到卫星方向与DEM数据边界交点；基准站坐标为Viewpoint (R p J R)，则卫星1-4的方位角范围分别为： Anglel (0,%)]或 Anglel、+ q +% +%，2 I ] Angle2 (￠2.,(2- +ax ] Angle3 (a: + ax, a0 +ax +a:] Angle4 (Cf) +Cf1 +Cf: ,Cf:. +q +C￡^ +(Zj ] 基准站到卫星方向与DEM有效数据范围边界交点坐标分别为：
【权利要求】
1. 一种北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 使用接收的卫星历书数据，根据常规算法计算要分析卫星在某一时刻的高度角 fi; (2) 计算基准站到卫星方向与DEM有效数据边界交点坐标P; (3) 计算基准站到该时刻该卫星方向障碍点，并计算该障碍点的坐标； (4) 计算障碍点相对于基准站的高度角; (5) 判断卫星的可见性：假设卫星的可见截止角即卫星可见的最低高度角为Y，并已 知卫星高度角芦，障碍点高度角e,则： 若则卫星可见；否则卫星不可见。
2. 如权利要求1所述的北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，其特征在于， 所述的步骤（2)的具体计算方法如下： 设矩形区域为DEM有效数据范围Rect(Top,Right,Bottom,Left) ; % % ，巧将DEM数据分为四个范围；卫星1-4分别代表了落在这四个数据范围内的待分析卫星， 月，巧，巧，巧分别为基准站到卫星方向与DEM数据边界交点；基准站坐标为Viewpoint(G，^ , ^)，则卫星卜4的方位角范围分别为： Anglel(0,")]Anglel
Angle2 +g,] Angle3(<x: +o.x,a0 +ax +a:] Angle4 (Cf；. +cc^+c?-. ,cr；. +ct^ +￡￡-,+〇c3 ] 基准站到卫星方向与DEM有效数据范围边界交点坐标分别为： 巧点的坐标：
巧点的坐标：
巧点的坐标：
巧点的坐标：
通过步骤（1)中计算的卫星方位角於的大小，确定所使用的P点坐标的计算公式。
3. 如权利要求1所述的北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，其特征在于， 所述的步骤（3)的具体计算方法如下： 已知基准站坐标Viewpoint(R, & ,匕）和基准站到卫星方向与DEM有效数据边界交 点坐标P，利用GIS平台提供的通视分析功能对基准站和交点P进行通视分析，从分析结果 中可提取障碍点坐标AbsPoint(x,y,iy)。
4. 如权利要求1所述的北斗差分基准站布设中的卫星可见性分析方法，其特征在于， 所述的步骤（4)的具体计算方法如下： 已知基准站的坐标ViewPoint(匕，4,1^)和障碍点的坐标AbsPoint(jf，y,好）， 根据步骤（1)中计算卫星高度角的公式计算障碍点的高度角》。
【文档编号】G06F19/00GK104408293SQ201410606946
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月3日 优先权日:2014年11月3日
【发明者】任曦明, 高宏, 王立兵, 李博, 康习勇, 王静静, 薛光辉, 贾永军, 时荔蕙, 杨丽博, 杨涛, 朱保华 申请人:中国人民解放军63961部队, 中国电子科技集团公司第五十四研究所