卫星捕获方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种卫星捕获方法及装置，能够快速捕获用于定位的卫星。所述方法包括：根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定该至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度；对该至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。根据上一轮的捕获结果修正当前的置信度因子并重新计算每颗卫星的最大似然可见度。通过更新后的计算结果，对至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
【专利说明】卫星捕获方法及装置【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机领域，特别涉及一种卫星捕获方法及装置。
【背景技术】
[0002]全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System,GNSS)将GPS(GlobalPositioning System)系统、北斗系统、格洛纳斯系统以及伽利略系统进行整合,利用各频点信号的兼容与互操作特性，进行多系统多频点信号的接收与解调，实现定位。
[0003]GNSS系统可以应用多个系统的卫星进行定位，从而提高定位的精确性和可靠性。应用GNSS系统进行定位时，由于GNSS系统中卫星数量较多，常需捕获特定的卫星用于定位。
[0004]因此，如何在GNSS系统中捕获用于定位的卫星是当前需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种卫星捕获方法及装置，能够快速捕获用于定位的卫星。
[0006]本发明实施例采用如下技术方案:
[0007]一种卫星捕获方法，包括:
[0008]根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定所述至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度；
[0009]对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
[0010]一种卫星捕获装置，包括:
[0011]第一确定模块，用于根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定所述至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度；
[0012]捕获模块，用于对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
[0013]基于上述技术方案，本实施例的卫星捕获方法及装置，通过根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度，对至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获，从而实现根据卫星的最大似然可见度快速捕获用于定位的卫星。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本发明一实施例提供的卫星捕获方法的流程图；
[0016]图2为本发明一实施例提供的卫星捕获方法的流程图；
[0017]图3为本发明实施例提供的卫星信号示意图之一；[0018]图4为本发明实施例提供的卫星可见度示意图之一；
[0019]图5为本发明实施例提供的卫星可见度示意图之二 ；
[0020]图6为本发明实施例提供的卫星可见度示意图之三；
[0021]图7为本发明一实施例提供的卫星捕获装置的结构示意图；
[0022]图8为本发明一实施例提供的卫星捕获装置的结构示意图；
[0023]图9为本发明一实施例提供的卫星捕获装置的结构示意图；
[0024]图10为本发明实施例提供的卫星捕获效率示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0026]本发明一实施例提供的一种卫星捕获方法，如图1所示，包括:
[0027]110、根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定该至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度。
[0028]可选地，建立每颗卫星在不同样本点的可见度矩阵V，并建立每个样本点的置信度因子矩阵Q，根据L=VXQ确定最大似然可见度矩阵L，L包含每颗卫星在每个样本点的最大似然可见度。
[0029]例如， [0032]式(I)为M颗卫星在N个样本点的卫星可见度，式(I)中M表示卫星数量，N表示样本点数量。式(2)为N个样本点中每个样本点的置信度因子，式(2)中N表示样本点数量。其中，式(I)中每个vm，n值可以根据最新的星历或历书计算得到，也可以通过其他方法的到，本实施例不做限定。式(2)中每个qn的初始值为1，后续根据卫星捕获结果进行修正。
[0033]贝IJ，V的第一行V11-Vin与Q的qnN对应相乘并求和得到L中的I1以此类推，得到矩阵最大似然可见度矩阵L。—Z1 —
/,
[0034]L =:( 3)
/Wl
[0035]120、对该至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
[0036]例如，选择最大似然可见度矩阵L中最大值所对应的卫星进行捕获。
[0037]如果该最大似然可见度最大的卫星捕获成功，则该最大似然可见度最大的卫星为可见卫星，能够作为定位卫星。
[0038]本实施例可以由卫星捕获装置实现，该卫星捕获装置可以为手机终端，定位设备
坐寸ο
[0039]本实施例的卫星捕获方法，通过根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度，对至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获，从而实现根据卫星的最大似然可见度快速捕获用于定位的卫星。
[0040]可选地，上述120之后还包括:
[0041]根据本次的卫星`捕获结果，按置信度调整因子an更新该置信度因子，使得下次捕获卫星时，应用更新后的置信度因确定卫星的最大似然可见度。
[0042]其中，置信度调整因子an可以预先设置，通常，当该最大似然可见度最大的卫星捕获成功时，该置信度调整因子大于I (如2);当该最大似然可见度最大的卫星捕获失败时，该置信度调整因子小于I (如1/2)。
[0043]例如:
[0044]
f 2 |*获|*功
= j I / 2 捕获失欧(4 )
I IK-他
[0045]在更新置信度因子时，可以将&11与对应样本点的原来的置信度因子相乘，得到该样本点新的置信度因子，更新置信度因子矩阵Q。
[0046]根据式(5)我们可以得到调整矩阵A:
[0047]
ρ,"
Ci2
A = I...(5)
?Α.I
I?,、'
[0048]可见，A为对角阵，使用调整矩阵可以根据上一次的捕获结果实时的更新置信度因子，即更新卫星在某一样本点可见性的真实程度。
[0049]例如，当捕获成功时将该卫星所对应样本点处的置信度调整因子置为2，表明用户更有可能位于上述样本点所覆盖的范围内；若捕获失败时该卫星不可见，将该卫星所对应样本点处的置信度调整因子置为1/2，表明用户不可能位于上述样本点所覆盖的范围内。随后更新置信度因子:
[0050]Qw=AiQi(6)
[0051]利用更新后的置信度因子修正卫星可见度矩阵V，在计算之前将Vnu (i=l，2，...，N)置为0，m为上一次所捕获的卫星，即捕获过的卫星将(包括捕获成功及捕获失败)不再参与下一轮的计算。然后在更新卫星可见度矩阵V的同时直接计算得到新的最大似然可见度函数:
[0052]Li=VQi(7)
[0053]这样，可以根据卫星捕获结果实时调整该置信度因子，从而间接调整卫星的最大似然可见度。
[0054]可选地，该至少一颗卫星为当前备选卫星集合包含的卫星。初始的备选卫星集合可以包含系统中的全部卫星。
[0055]相应地，将该至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获之后，还包括:
[0056]当该最大似然可见度最大的卫星捕获成功后，将该最大似然可见度最大的卫星从当前备选卫星集合中移除。
[0057]可选地，本实施例 中，根据预设的条件确定该至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度。
[0058]例如，建立卫星可见度函数V1^n,根据卫星可见度函数￥_确定卫星可见度。例如，卫星可见度函数vm，n可以通过以下方式得到:
[0059]
11, elevation > 5*, ^ #, ^ ? / q \
Vm =<? = 1,2,.**, M η = 1,2,...,iY Co/
' [O, otherwise
[0060]式(8)表示第M颗卫星在第N个样本点的可见性，选择5度作为仰角能够满足任何位置覆盖4颗可见星的要求，当然也可以选择其他角度作为仰角，本发明实施例不做限定。
[0061]本实施例中根据不同的应用场景式(8)中N的确定方法不同，例如:
[0062](I)在一个固定的位置观测某颗卫星可见性相对于时间的变化情况，在这种情况下，如果我们一天内每5分钟(300秒)对卫星进行一次观测，则N的取值为86400/300=288。
[0063](2)在一个固定的时间观测某颗卫星可见性相对于位置的变化情况，在这种情况下，如果我们在经度和纬度上分别以5度为间隔对卫星进行观测，则N的取值为86400/300=288。
[0064](3)观测卫星可见性同时相对于时间和位置的变化情况，在这种情况下，如果按照
(I)和(2)的方式进行采样，则N的取值为288X2592=746496。
[0065]M表示GNSS星座的卫星总数，我们也可以为每颗卫星分配独立的ID，可以表示为向量的形式:{GP1, — ,GP24, GAl, — ,GA27, GLl,…GL21，BD1,…BD35}。
[0066]由上述定义可以得到卫星最大似然可见度lm，式(9)表示卫星m在所有时间和位置样本点可见的概率。
【权利要求】
1.一种卫星捕获方法，其特征在于，包括: 根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定所述至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度； 对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获之后还包括: 根据本次的卫星捕获结果，按置信度调整因子更新所述置信度因子，使得下次捕获卫星时，应用更新后的置信度因确定卫星的最大似然可见度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于: 当所述最大似然可见度最大的卫星捕获成功时，所述置信度调整因子大于I ; 当所述最大似然可见度最大的卫星捕获失败时，所述置信度调整因子小于I。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于: 所述至少一颗卫星为当前备选卫星集合包含的卫星。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获之后还包括: 当所述最大似然可见度最大的卫星捕获成功或失败后，将所述最大似然可见度最大的卫星从当前备选卫星集合中移除。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，还包括: 根据预设的条件确定所述至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度。
7.—种卫星捕获装置，其特征在于，包括: 第一确定模块，用于根据至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度和置信度因子，确定所述至少一颗卫星中每颗卫星的最大似然可见度； 捕获模块，用于对所述至少一颗卫星中最大似然可见度最大的卫星进行捕获。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括: 更新模块，用于根据本次的卫星捕获结果，按置信度调整因子值更新所述置信度因子，使得下次捕获卫星时，应用更新后的置信度因确定卫星的最大似然可见度。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述至少一颗卫星为当前备选卫星集合包含的卫星，所述装置还包括: 管理模块，用于当所述最大似然可见度最大的卫星捕获成功后，将所述最大似然可见度最大的卫星从当前备选卫星集合中移除。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括: 第二确定模块，用于根据预设的条件确定所述至少一颗卫星中每颗卫星在不同样本点的可见度。
【文档编号】G01S19/28GK103487816SQ201310316635
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】邓中亮, 杨磊, 尹露, 席岳, 董慧, 李杰强 申请人:北京邮电大学