一种卫星位置获取方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种卫星位置获取方法及系统，所述方法包含：步骤101)从导航电文中获取参考时刻的卫星参数，所述卫星参数包含：参考时刻的位置信息和速度信息；步骤102)设置的积分步长，并依据设置的积分步长确定积分次数，进而采用如下方法获取观测时刻卫星的位置和速度：当积分次数小于等于4时，根据线性单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度；当积分次数大于4时，采用如下方法获得观测时刻卫星的位置和速度：针对第一步长时刻、第二步长时刻、第三步长时刻及第四步长时刻卫星的位置和速度采用线性单步算法获得；针对第五步长时刻及其后的各步长时刻的卫星的位置和速度采用线性多步算法获得。
【专利说明】一种卫星位置获取方法和系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航【技术领域】，可应用于GLONASS接收机，尤其涉及一种GLONASS 卫星位置解算方法和系统。
【背景技术】
[0002] 研究GLONASS系统定位尤其是组合定位有重要实用价值，如何根据GLONASS广播 星历进行卫星位置计算是组合定位的重要一环。GLONASS每30min更换一组新的星历参数， 采用数值积分的方法求解某一时刻t e的卫星速度和位置时，要以最新星历的参考时刻tb为 参考时刻，并以该时刻卫星的坐标和速度为起算数据，对加速度和速度进行积分，其积分通 式为：
【权利要求】
1. 一种卫星位置获取方法，所述方法包含： 步骤101)从导航电文中获取参考时刻的卫星参数，所述卫星位置参数包含：参考时刻 的位置信息和速度信息； 步骤102)设置积分步长，并依据设置的积分步长确定积分次数，进而采用如下方法获 取观测时刻卫星的位置和速度： 当积分次数小于等于4时，根据线性单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度； 当积分次数大于4时，采用如下方法获得观测时刻卫星的位置和速度： 针对第一步长时刻、第二步长时刻、第三步长时刻及第四步长时刻卫星的位置和速度 采用线性单步算法获得； 针对第五步长时刻及其后的各步长时刻的卫星的位置和速度采用线性多步算法获得， 且如果最后一个步长时刻早于观测时刻时，将最后一个步长时刻得到的卫星位置和速度作 为初始值并采用单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度；如果最后一个步长时刻等于观 测时刻时，将得到的最后一个步长时刻得到的卫星位置和速度作为观测时刻卫星位置和速 度。
2. 根据权利要求1所述的卫星位置获取方法，其特征在于，所述线性多步算法为：
其中，Xi表示第i个步长时刻卫星的位置；Vi,Vi+ \_2和\_3分别表示第i个步长时 亥IJ，第"i-Ι"个步长时刻、第"i-2"个步长时亥Ij和第"i-3"个步长时刻的卫星的速度；&表 不第i个步长时刻，Spap1和ai_2分别表不第i个步长时刻，第"i_l"个步长时刻和第"i_2" 个步长时刻的加速度，第（i-3)步长时刻卫星的速度；h表示积分步长且0 <h< 100 ; 1+1: 表示第"i+Ι"时刻的卫星位置的预测值表示第"i+Ι"时刻的卫星速度的预测值。
3. 根据权利要求2所述的卫星位置获取方法，其特征在于，针对得到的卫星速度和卫 星位置的预测值还采用如下公式进行矫正：
其中，Vi+1表示第"i+Ι"时刻的卫星速度的值，Xi+1表示第"i+Ι"时刻的卫星位置的值。
4. 根据权利要求1，2,或3所述的卫星位置获取方法，其特征在于，所述步骤101)还计 算参考时刻的加速度a。= {ax,ay,aj，具体计算公式：
其中，地球引力常量μ= 398600. 44km3/s2,卫星到地球质心的距离r=-J-V" +V" +Z2 地球的长半轴ae = 6378. 136km，地球重力位第二带谐系数 */?2=0.00108263，地球自转速度（0=〇.〇〇〇〇 72921151^(1/8，无，）>，5为日月摄动加速度。
5. -种卫星位置获取系统，其特征在于，所述系统包含： 初始信息获取模块，用于从导航电文中获取参考时刻的卫星参数，所述卫星参数包含： 参考时刻的位置信息和速度信息； 处理模块，用于设置积分步长，并依据设置的积分步长确定积分次数，进而采用如下方 法获取观测时刻卫星的位置和速度： 当积分次数小于等于4时，根据线性单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度； 当积分次数大于4时，采用如下方法获得观测时刻卫星的位置和速度： 针对第一步长时刻、第二步长时刻、第三步长时刻及第四步长时刻卫星的位置和速度 采用线性单步算法获得； 针对第五步长时刻及其后的各步长时刻的卫星的位置和速度采用线性多步算法获得， 且如果最后一个步长时刻早于观测时刻时，将最后一个步长时刻得到的卫星位置和速度作 为初始值并采用单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度；如果最后一个步长时刻等于观 测时刻时，将得到的最后一个步长时刻得到的卫星位置和速度作为观测时刻卫星位置和速 度。
6. 根据权利要求5所述的卫星位置获取系统，其特征在于，所述处理模块进一步包含： 判断决策子模块，用于判断积分次数是否小于等于4,当积分次数小于等于4时采用线 性单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度，否则驱动混合处理子模块； 所述混合处理子模块进一步包含： 第一处理单元，用于针对第一步长时刻、第二步长时刻、第三步长时刻及第四步长时刻 卫星的位置和速度采用线性单步算法获得； 第二处理单元，用于针对第五步长时刻及其后的各步长时刻的卫星的位置和速度采用 线性多步算法获得，且如果最后一个步长时刻早于观测时刻时，将最后一个步长时刻得到 的卫星位置和速度作为初始值并采用单步算法获取观测时刻卫星的位置和速度；如果最后 一个步长时刻等于观测时刻时，将得到的最后一个步长时刻得到的卫星位置和速度作为观 测时刻卫星位置和速度。
7. 根据权利要求6所述的卫星位置获取系统，其特征在于，所述第二处理单元进一步 包含： 卫星位置和速度值预测模块，用于采用如下公式获得各步长时刻卫星位置和速度：
其中，Xi表示第i个步长时刻卫星的位置；Vi,Vg和Vi_3分别表示第i个步长时刻，第 "i-Ι"个步长时刻和第"i-2"个步长时刻的卫星的速度山表示第i个步长时刻，ai，ai_i 和&i_2分别表示第i个步长时刻，第"i-1"个步长时刻和第"i-2"个步长时刻的加速度，第 (i-3)步长时刻卫星的速度；h表示积分步长且O<h< 100 ; ^+1表示第"i+Ι时刻的卫星 位置的预测值；冗+1表示第"i+Ι时刻的卫星速度的预测值； 卫星位置和速度矫正模块，用于采用如下公式矫正卫星位置和速度的预测值：
其中，地球引力常量μ= 398600. 44km3/s2,卫星到地球质心的距离 T = yjx2+V2 + Z2地球的长半轴ae= 6378. 136km，地球重力位第二带谐系数 ? 4=0.00108263,地球自转速度ω= 0.00007292115rad/s，i，>，?为日月摄动加速度。
8.根据权利要求7所述卫星位置获取系统，其特征在于，所述第二处理单元还包含： 判决修正模块，用于判断第N个步长时刻与观测时刻是否相同，如果两个时刻相同则 输出第N个步长时刻得到的卫星位置和速度，否则启动修正处理模块； 修正处理模块，用于将第N个步长时刻得到的卫星位置和速度作为初始值，并采用线 性单步法计算观测时刻卫星的位置和速度。
【文档编号】G01S19/27GK104459732SQ201410723038
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】吕达, 颜坤 申请人:北京临近空间飞艇技术开发有限公司