一种高动态卫星导航接收机精确测速方法
一种高动态卫星导航接收机精确测速方法
【专利摘要】本发明公开了卫星导航接收机领域的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，用以解决目前卫星导航接收机领域研究中存在的问题。该方法包括：首先，提取卫星载波与本地载波的频率差值；然后，对提取的载波频率差值进行滤波处理；接着，利用最小二乘法求解接收机载体速度；最后，运行速度RAIM算法。本发明针对传统高动态卫星导航接收机测速技术中存在的卫星信号跟踪失锁、频率抖动、测量速度算法复杂、测量结果随机误差大等实际应用的局限性，创造性地提出了一种高动态卫星导航接收机精确测速方法。
【专利说明】一种高动态卫星导航接收机精确测速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星导航接收机领域，特别涉及一种用于高动态卫星导航接收机精确测速方法。
【背景技术】
[0002]北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System, BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统(Global Positioning System, GPS)、俄罗斯格洛纳斯(Global Navigation SatelliteSystem, GL0NASS)及欧盟伽利略(GALILEO)系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的
供应商。
[0003]卫星导航接收机可以确定载体的位置、速度和时间，广泛应用于导航、测量与授时等领域。其中，测速技术需要提取卫星信号载波多普勒频率值。提取的卫星多普勒频率值会由于载波跟踪环路的热噪声而存在随机抖动；另外由于卫星运动、卫星健康状况或者信号干扰、遮挡等原因会引起卫星信号跟踪失锁、频率抖动，提取的多普勒频率会有较大误差和错误，从而引起计算的速度误差变大。现在有些导航接收机采用一些滤波算法平滑处理，但会影响接收机的动态性能，使接收机在高速、高加速度运动场景时，测速误差变大。
[0004]测速是卫星 导航接收机的重要功能，是移动目标导航基本需求，尤其对于高动态飞行器导航，常用惯性导航与卫星导航接收机组合的工作模式。在这种应用场合卫星导航接收机的测速结果实时修正惯性导航的结果，消除惯性导航的积累误差，对接收机的测速精度具有较高的要求，一般要求测速误差小于0.2m/s。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提出一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，用以解决目前导航系统测速研究存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提出了一种高动态卫星导航接收机精确测速方法。卫星导航接收机包括射频部分和基带部分:射频部分完成导航信号的放大、滤波及变频功能；基带部分又可分为基带信号处理部分和基带信息处理部分，信号处理部分包括对各个导航卫星信号的捕获、跟踪、解调功能，信息处理部分根据信号处理电路得到的信息完成位置、速度与时间的解算，其中基带部分包括一个嵌入式CPU来运行信息处理程序，其特征是所述方法包括下列步骤:
[0007]步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的频率差值；
[0008]步骤2:设计一种多档α-β-Y滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；
[0009]步骤3:将滤波后的各频率差值，组成求解接收机速度的方程组，利用最小二乘法求解出接收机速度；[0010]步骤4:设计一种针对速度求解的接收机自主完好性监测(Receiver AutonomousIntegrity Monitoring, RAIM)算法,排除速度解算方程组中的错误方程,确保解算速度不出现错误。
[0011]所述多档α-β-gamma滤波器由α-β-gamma滤波器模块、状态判决模块、档位切换模块、输出切换模块组成；
[0012]所述α-β-Υ滤波器模块输入端口与所述档位切换模块输出端口相连，所述α-β-Y滤波器模块输出端口与所述输出切换模块输入端口相连，用于对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；
[0013]所述状态判决模块输入端口与所述输出切换模块相连，用于反馈滤波结果；
[0014]所述状态判决模块输出端口分别与所述档位切换模块、输出切换模块相连，用于判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件。
[0015]所述使用多档α-β-Y滤波器的具体步骤:
[0016]步骤21:对卫星载波频率差值，通过第I档α-β-gamma滤波器开始滤波；
[0017]步骤22:分析滤波结果及导航结算结果，判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件，并将其反馈至档位切换模块；
[0018]步骤23:根据状态判决模块的反馈，在档位切换模块估算当前信息的方差，判决适合使用哪个档位的滤波器；
[0019]步骤24:将卫星载波频率差值，通过档位切换模块确定的合适档位滤波器进行滤波处理；
[0020]步骤25:循环步骤22至步骤24，直至收敛到稳定工作状态时，由输出切换模块输出滤波结果。
[0021]所述速度求解的RAIM算法的具体步骤:
[0022]步骤41:先用位置解算使用的那几颗卫星的多普勒观测量做一次速度最小二乘解算，然后开始执行速度RAIM算法；
[0023]步骤42:如果解算的卫星数小于或等于4颗，则速度RAM算法无法检测故障星，直接输出计算的速度结果；
[0024]步骤43:若卫星数超过4颗，则根据速度最小二乘法的计算结果，算出多普勒残余误差向量ε及速度RAIM算法统计检测量Tx ;
[0025]步骤44:将Tx与对应的检测门限Td比较，若Tx≤Td,没有故障星，RAIM算法完成，并输出定位测速结果；
[0026]步骤45:若TX>TD，则判断卫星数是否超过5颗。若星数未超过5颗，无法排除故障星，RAIM算法结束，同时输出测速结果不可用的标志，提醒使用者；
[0027]步骤46:若星数超过5颗，则可以找到发生故障的卫星，多普勒残余最大的方程判断为错误方程；
[0028]步骤47:将错误方程剔除后，用剩余的卫星做速度最小二乘解算，然后重复前面的步骤，直至速度RAIM算法统计检测量Tx小于检测门限TD，或方程组的个数小于5，输出解
晳奸里
[0029]本发明的有益效果为:
[0030]1.找到一种适合于高动态运动物体的卫星载波多普勒提取的滤波算法:[0031]通过此方法可以滤除热噪声引起的随机抖动，实现对多普勒频率的平滑，同时可以适应高动态移动引起的频率变化，并且该算法要尽量简洁，节约资源，便于嵌入式中央处理器(Central Processing Unit, CPU)实现。
[0032]2.对速度解算方程进行检测，排除错误方程，使解算速度不出现错误跳动:
[0033]接收机输出的解算速度出现大的错误，一般是由于定位位置错误或则提取的卫星多普勒频率错误引起，本发明设计一种针对速度的RAIM算法，排除速度解算方程组中的错误方程，使解算速度不出现错误。
[0034]3.利用本发明测速性能可以达到以下指标:
[0035]测速范围:0~3000m/s ;加速度:〈40g ;加加速度:〈10g/s ;测速误差:〈0.2m/s。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是多档位α - β - Y滤波器结构框图。
[0037]图2是没有速度RAM算法的测试结果。
[0038]图3是加上速度RAM算法的测试结果。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图， 对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0040]本发明解决问题的思路是:首先，提取卫星载波与本地载波的频率差值；然后，对提取的载波频率差值进行滤波处理；接着，利用最小二乘法求解接收机载体速度；最后，运行速度RAM算法。
[0041]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的具体实现方式。该发明包括如下的步骤:
[0042]步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的
频率差值。
[0043]目前的卫星导航系统信号均为直序扩频二进制相移键控(BinaryPhase ShiftKeying, BPSK)调制方式的信号，在接收机基带信号处理部分需要实现对各颗卫星信号的载波跟踪和伪码跟踪。其中在载波跟踪环可以得到本地合成载波与接收载波的频率误差。此误差包含接收机移动、卫星本身移动、地球自转和接收机钟漂等引起的误差。由载波跟踪环路读取的载波频率误差值，具有实时准确的特点，适合于高动态场景应用，本算法就是直接采用从载波跟踪环提取的方法得到卫星载波与本地载波的频率差值。通过导航电文读取卫星自身的钟差修正与地球自转引起的频差修正。
[0044]步骤2:设计一种多档α-β-Y滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理。
[0045]由于载波环路热噪声的存在会引起抖动，为了提升测量精度，对观测量进行平滑滤波是必不可少的环节。而通过滤波器的平滑提高精度，总会以参数变化率的失真作为代价。对于高动态接收机来说，精度与变化速度同等重要，故需要寻求一种，对减小抖动和快速变化兼顾的滤波方法，同时还要保证良好的实时性和尽量少的计算量。本算法基于α-β-Y滤波器，尝试通过扩展改进，得到满足快速收敛速度与平滑精度双重要求的滤波器。[0046]α-β-Y滤波器由α-β滤波器扩展而来，其实质上是运动方程为匀加速直线运动的卡尔曼滤波器的稳态形式。其计算形式十分简单，需要存储的数据量也很少，有着很高的实时性，滤波效果也比较理想，因此在各领域都有着广泛的应用，尤其适合应用于高动态导航接收机的观测量平滑。
[0047](I) α-β-Y滤波器基本原理
[0048]假设变量X作匀加速变化，则状态量X是包含X及其一二阶导数的三维向量:
[0049]M = (λ\Χ, X)1(I)
[0050]状态方程为:
[0051]Xk+1=OXk+rqk (2)
[0052]其中:
【权利要求】
1.一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其中，卫星导航接收机包括射频部分和基带部分:射频部分完成导航信号的放大、滤波及变频功能；基带部分又可分为基带信号处理部分和基带信息处理部分，信号处理部分包括对各个导航卫星信号的捕获、跟踪以及解调功能，信息处理部分根据信号处理电路得到的信息完成位置、速度与时间的解算，其中基带部分包括一个嵌入式CPU来运行信息处理程序， 其特征是所述方法包括下列步骤: 步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的频率差值; 步骤2:设计一种多档α-β-gamma滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；步骤3:将滤波后的各频率差值，组成求解接收机速度的方程组，利用最小二乘法求解出接收机速度； 步骤4:设计一种RAIM算法，排除速度解算方程组中的错误方程，确保解算速度不出现错误。
2.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述多档α-β-Υ滤波器由α-β-Υ滤波器模块、状态判决模块、档位切换模块、输出切换模块组成； 所述α-β-Y滤波器模块输入端口与所述档位切换模块输出端口相连，所述α-β-Y滤波器模块输出端口与所述输出切换模块输入端口相连，用于对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理； 所述状态判决模块输入端口与所述输出切换模块相连，用于反馈滤波结果； 所述状态判决模块输出端口分别与所述档位切换模块、输出切换模块相连，用于判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件。
3.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述使用多档α-β-Y滤波器的具体步骤: 步骤21:对卫星载波频率差值，通过第1档^-0-￥滤波器开始滤波； 步骤22:分析滤波结果及导航结算结果，判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件，并将其反馈至档位切换模块； 步骤23:根据状态判决模块的反馈，在档位切换模块估算当前信息的方差，判决适合使用哪个档位的滤波器； 步骤24:将卫星载波频率差值，通过档位切换模块确定的合适档位滤波器进行滤波处理； 步骤25:循环步骤22至步骤24，直至收敛到稳定工作状态时，由输出切换模块输出滤波结果。
4.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述速度求解的RAM算法的具体步骤: 步骤41:先用位置解算使用的那几颗卫星的多普勒观测量做一次速度最小二乘解算，然后开始执行速度RAIM算法； 步骤42:如果解算的卫星数小于或等于4颗，则速度RAM算法无法检测故障星，直接输出计算的速度结果；步骤43:若卫星数超过4颗，则根据速度最小二乘法的计算结果，算出多普勒残余误差向量ε及速度RAIM算法统计检测量Tx ; 步骤44:将Tx与对应的检测门限Td比较，若Tx≤Td,没有故障星，RAIM算法完成，并输出定位测速结果； 步骤45:若TX>TD，则判断卫星数是否超过5颗。若星数未超过5颗，无法排除故障星，RAIM算法结束，同时输出测速结果不可用的标志，提醒使用者； 步骤46:若星数超过5颗，则可以找到发生故障的卫星，多普勒残余最大的方程判断为错误方程； 步骤47:将错误方程剔除后，用剩余的卫星做速度最小二乘解算，然后重复前面的步骤，直至速度RAIM算法统计检测量Tx小于检测门限TD，或方程组的个数小于5，输出解算结果ο
【文档编号】G01S19/52GK104020482SQ201410270409
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】齐建中, 宋青平 申请人:北方工业大学
【专利摘要】本发明公开了卫星导航接收机领域的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，用以解决目前卫星导航接收机领域研究中存在的问题。该方法包括：首先，提取卫星载波与本地载波的频率差值；然后，对提取的载波频率差值进行滤波处理；接着，利用最小二乘法求解接收机载体速度；最后，运行速度RAIM算法。本发明针对传统高动态卫星导航接收机测速技术中存在的卫星信号跟踪失锁、频率抖动、测量速度算法复杂、测量结果随机误差大等实际应用的局限性，创造性地提出了一种高动态卫星导航接收机精确测速方法。
【专利说明】一种高动态卫星导航接收机精确测速方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星导航接收机领域，特别涉及一种用于高动态卫星导航接收机精确测速方法。
【背景技术】
[0002]北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System, BDS)是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统(Global Positioning System, GPS)、俄罗斯格洛纳斯(Global Navigation SatelliteSystem, GL0NASS)及欧盟伽利略(GALILEO)系统一起，是联合国卫星导航委员会已认定的
供应商。
[0003]卫星导航接收机可以确定载体的位置、速度和时间，广泛应用于导航、测量与授时等领域。其中，测速技术需要提取卫星信号载波多普勒频率值。提取的卫星多普勒频率值会由于载波跟踪环路的热噪声而存在随机抖动；另外由于卫星运动、卫星健康状况或者信号干扰、遮挡等原因会引起卫星信号跟踪失锁、频率抖动，提取的多普勒频率会有较大误差和错误，从而引起计算的速度误差变大。现在有些导航接收机采用一些滤波算法平滑处理，但会影响接收机的动态性能，使接收机在高速、高加速度运动场景时，测速误差变大。
[0004]测速是卫星 导航接收机的重要功能，是移动目标导航基本需求，尤其对于高动态飞行器导航，常用惯性导航与卫星导航接收机组合的工作模式。在这种应用场合卫星导航接收机的测速结果实时修正惯性导航的结果，消除惯性导航的积累误差，对接收机的测速精度具有较高的要求，一般要求测速误差小于0.2m/s。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提出一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，用以解决目前导航系统测速研究存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提出了一种高动态卫星导航接收机精确测速方法。卫星导航接收机包括射频部分和基带部分:射频部分完成导航信号的放大、滤波及变频功能；基带部分又可分为基带信号处理部分和基带信息处理部分，信号处理部分包括对各个导航卫星信号的捕获、跟踪、解调功能，信息处理部分根据信号处理电路得到的信息完成位置、速度与时间的解算，其中基带部分包括一个嵌入式CPU来运行信息处理程序，其特征是所述方法包括下列步骤:
[0007]步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的频率差值；
[0008]步骤2:设计一种多档α-β-Y滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；
[0009]步骤3:将滤波后的各频率差值，组成求解接收机速度的方程组，利用最小二乘法求解出接收机速度；[0010]步骤4:设计一种针对速度求解的接收机自主完好性监测(Receiver AutonomousIntegrity Monitoring, RAIM)算法,排除速度解算方程组中的错误方程,确保解算速度不出现错误。
[0011]所述多档α-β-gamma滤波器由α-β-gamma滤波器模块、状态判决模块、档位切换模块、输出切换模块组成；
[0012]所述α-β-Υ滤波器模块输入端口与所述档位切换模块输出端口相连，所述α-β-Y滤波器模块输出端口与所述输出切换模块输入端口相连，用于对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；
[0013]所述状态判决模块输入端口与所述输出切换模块相连，用于反馈滤波结果；
[0014]所述状态判决模块输出端口分别与所述档位切换模块、输出切换模块相连，用于判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件。
[0015]所述使用多档α-β-Y滤波器的具体步骤:
[0016]步骤21:对卫星载波频率差值，通过第I档α-β-gamma滤波器开始滤波；
[0017]步骤22:分析滤波结果及导航结算结果，判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件，并将其反馈至档位切换模块；
[0018]步骤23:根据状态判决模块的反馈，在档位切换模块估算当前信息的方差，判决适合使用哪个档位的滤波器；
[0019]步骤24:将卫星载波频率差值，通过档位切换模块确定的合适档位滤波器进行滤波处理；
[0020]步骤25:循环步骤22至步骤24，直至收敛到稳定工作状态时，由输出切换模块输出滤波结果。
[0021]所述速度求解的RAIM算法的具体步骤:
[0022]步骤41:先用位置解算使用的那几颗卫星的多普勒观测量做一次速度最小二乘解算，然后开始执行速度RAIM算法；
[0023]步骤42:如果解算的卫星数小于或等于4颗，则速度RAM算法无法检测故障星，直接输出计算的速度结果；
[0024]步骤43:若卫星数超过4颗，则根据速度最小二乘法的计算结果，算出多普勒残余误差向量ε及速度RAIM算法统计检测量Tx ;
[0025]步骤44:将Tx与对应的检测门限Td比较，若Tx≤Td,没有故障星，RAIM算法完成，并输出定位测速结果；
[0026]步骤45:若TX>TD，则判断卫星数是否超过5颗。若星数未超过5颗，无法排除故障星，RAIM算法结束，同时输出测速结果不可用的标志，提醒使用者；
[0027]步骤46:若星数超过5颗，则可以找到发生故障的卫星，多普勒残余最大的方程判断为错误方程；
[0028]步骤47:将错误方程剔除后，用剩余的卫星做速度最小二乘解算，然后重复前面的步骤，直至速度RAIM算法统计检测量Tx小于检测门限TD，或方程组的个数小于5，输出解
晳奸里
[0029]本发明的有益效果为:
[0030]1.找到一种适合于高动态运动物体的卫星载波多普勒提取的滤波算法:[0031]通过此方法可以滤除热噪声引起的随机抖动，实现对多普勒频率的平滑，同时可以适应高动态移动引起的频率变化，并且该算法要尽量简洁，节约资源，便于嵌入式中央处理器(Central Processing Unit, CPU)实现。
[0032]2.对速度解算方程进行检测，排除错误方程，使解算速度不出现错误跳动:
[0033]接收机输出的解算速度出现大的错误，一般是由于定位位置错误或则提取的卫星多普勒频率错误引起，本发明设计一种针对速度的RAIM算法，排除速度解算方程组中的错误方程，使解算速度不出现错误。
[0034]3.利用本发明测速性能可以达到以下指标:
[0035]测速范围:0~3000m/s ;加速度:〈40g ;加加速度:〈10g/s ;测速误差:〈0.2m/s。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是多档位α - β - Y滤波器结构框图。
[0037]图2是没有速度RAM算法的测试结果。
[0038]图3是加上速度RAM算法的测试结果。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图， 对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0040]本发明解决问题的思路是:首先，提取卫星载波与本地载波的频率差值；然后，对提取的载波频率差值进行滤波处理；接着，利用最小二乘法求解接收机载体速度；最后，运行速度RAM算法。
[0041]下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的具体实现方式。该发明包括如下的步骤:
[0042]步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的
频率差值。
[0043]目前的卫星导航系统信号均为直序扩频二进制相移键控(BinaryPhase ShiftKeying, BPSK)调制方式的信号，在接收机基带信号处理部分需要实现对各颗卫星信号的载波跟踪和伪码跟踪。其中在载波跟踪环可以得到本地合成载波与接收载波的频率误差。此误差包含接收机移动、卫星本身移动、地球自转和接收机钟漂等引起的误差。由载波跟踪环路读取的载波频率误差值，具有实时准确的特点，适合于高动态场景应用，本算法就是直接采用从载波跟踪环提取的方法得到卫星载波与本地载波的频率差值。通过导航电文读取卫星自身的钟差修正与地球自转引起的频差修正。
[0044]步骤2:设计一种多档α-β-Y滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理。
[0045]由于载波环路热噪声的存在会引起抖动，为了提升测量精度，对观测量进行平滑滤波是必不可少的环节。而通过滤波器的平滑提高精度，总会以参数变化率的失真作为代价。对于高动态接收机来说，精度与变化速度同等重要，故需要寻求一种，对减小抖动和快速变化兼顾的滤波方法，同时还要保证良好的实时性和尽量少的计算量。本算法基于α-β-Y滤波器，尝试通过扩展改进，得到满足快速收敛速度与平滑精度双重要求的滤波器。[0046]α-β-Y滤波器由α-β滤波器扩展而来，其实质上是运动方程为匀加速直线运动的卡尔曼滤波器的稳态形式。其计算形式十分简单，需要存储的数据量也很少，有着很高的实时性，滤波效果也比较理想，因此在各领域都有着广泛的应用，尤其适合应用于高动态导航接收机的观测量平滑。
[0047](I) α-β-Y滤波器基本原理
[0048]假设变量X作匀加速变化，则状态量X是包含X及其一二阶导数的三维向量:
[0049]M = (λ\Χ, X)1(I)
[0050]状态方程为:
[0051]Xk+1=OXk+rqk (2)
[0052]其中:
【权利要求】
1.一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其中，卫星导航接收机包括射频部分和基带部分:射频部分完成导航信号的放大、滤波及变频功能；基带部分又可分为基带信号处理部分和基带信息处理部分，信号处理部分包括对各个导航卫星信号的捕获、跟踪以及解调功能，信息处理部分根据信号处理电路得到的信息完成位置、速度与时间的解算，其中基带部分包括一个嵌入式CPU来运行信息处理程序， 其特征是所述方法包括下列步骤: 步骤1:通过直接读取载波跟踪环频率误差量的方法提取卫星载波与本地载波的频率差值; 步骤2:设计一种多档α-β-gamma滤波器对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理；步骤3:将滤波后的各频率差值，组成求解接收机速度的方程组，利用最小二乘法求解出接收机速度； 步骤4:设计一种RAIM算法，排除速度解算方程组中的错误方程，确保解算速度不出现错误。
2.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述多档α-β-Υ滤波器由α-β-Υ滤波器模块、状态判决模块、档位切换模块、输出切换模块组成； 所述α-β-Y滤波器模块输入端口与所述档位切换模块输出端口相连，所述α-β-Y滤波器模块输出端口与所述输出切换模块输入端口相连，用于对提取的卫星载波频率差值进行滤波处理； 所述状态判决模块输入端口与所述输出切换模块相连，用于反馈滤波结果； 所述状态判决模块输出端口分别与所述档位切换模块、输出切换模块相连，用于判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件。
3.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述使用多档α-β-Y滤波器的具体步骤: 步骤21:对卫星载波频率差值，通过第1档^-0-￥滤波器开始滤波； 步骤22:分析滤波结果及导航结算结果，判断接收机状态是否满足切换到其他档位进行滤波的条件，并将其反馈至档位切换模块； 步骤23:根据状态判决模块的反馈，在档位切换模块估算当前信息的方差，判决适合使用哪个档位的滤波器； 步骤24:将卫星载波频率差值，通过档位切换模块确定的合适档位滤波器进行滤波处理； 步骤25:循环步骤22至步骤24，直至收敛到稳定工作状态时，由输出切换模块输出滤波结果。
4.根据权利要求1所述的一种高动态卫星导航接收机精确测速方法，其特征是所述速度求解的RAM算法的具体步骤: 步骤41:先用位置解算使用的那几颗卫星的多普勒观测量做一次速度最小二乘解算，然后开始执行速度RAIM算法； 步骤42:如果解算的卫星数小于或等于4颗，则速度RAM算法无法检测故障星，直接输出计算的速度结果；步骤43:若卫星数超过4颗，则根据速度最小二乘法的计算结果，算出多普勒残余误差向量ε及速度RAIM算法统计检测量Tx ; 步骤44:将Tx与对应的检测门限Td比较，若Tx≤Td,没有故障星，RAIM算法完成，并输出定位测速结果； 步骤45:若TX>TD，则判断卫星数是否超过5颗。若星数未超过5颗，无法排除故障星，RAIM算法结束，同时输出测速结果不可用的标志，提醒使用者； 步骤46:若星数超过5颗，则可以找到发生故障的卫星，多普勒残余最大的方程判断为错误方程； 步骤47:将错误方程剔除后，用剩余的卫星做速度最小二乘解算，然后重复前面的步骤，直至速度RAIM算法统计检测量Tx小于检测门限TD，或方程组的个数小于5，输出解算结果ο
【文档编号】G01S19/52GK104020482SQ201410270409
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月17日 优先权日:2014年6月17日
【发明者】齐建中, 宋青平 申请人:北方工业大学
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