一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统与流程

本发明涉及卫星导航技术领域，特别是涉及一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统。

背景技术：

随着中国北斗三号全球卫星导航系统星座部署系统搭建完毕，目前共有55颗北斗二号与北斗三号组网卫星为北斗导航服务，北斗导航定位系统民用化也将是我国经济发展的重要支柱。定位导航过程中，定位解算是卫星导航接收机主要的组成部分。随着北斗三号可用定位卫星数量增多，可大大提高定位解算精度，但这需要与之适应的解算算法才能充分的利用其多星定位数据。目前在多模即gps、北斗、glonass多定位系统定位方式是一种常用的定位方式，其也涉及到如何在多可用卫星下采用合适的定位解算算法得到更精确的结果。目前定位解算使用最多是伪距定位法，其原理是将卫星与定位点的测量距离(伪距)做为几何距离，采用大地坐标系，带入卫星实时坐标，进而求得定位坐标。该解算方程中含有x、y、z、δt即坐标以及时钟误差4个未知数，所以需要获得4个及以上卫星信号方可定位。为了提高定位精度，在多可用定位卫星的情况下，需要通过选择合适的卫星信号进行解算，具体以所选卫星的gdop(几何精度)作为评判标准，gdop值越小越好。接着将卫星信号作为参数输入解算方程中，最后选择合适的方法完成对方程解算。

目前选星方法有最佳几何精度因子法、最大矢端四面体体积法、准最佳选星法，方程解算常用方法有最小二乘法以及卡尔曼滤波算法以及相关改进方法；通过上述方法虽然可以提高定位精度，但选星过程中存在大量矩阵求逆过程，计算时间较长。而现有方程解算方法处理非线性方程求解精度相比于智能算法精度较低，但智能算法得出精度越高对应迭代次数也相对变多，计算时间较长不适用于实际工作当中的问题一直未能解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统，以解决针对现有选方法的定位解算方法迭代次数多，计算时间长的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法，包括：

获取卫星导航电文；所述卫星导航电文包括卫星观测数据、气象数据以及广播星历数据；

根据所述卫星观测数据确定可用卫星数以及卫星号；

根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星；

基于所述6颗最佳卫星，根据任意一颗所述最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态；所述卫星参数包括伪距、卫星时钟误差、对流层延迟以及电离层延迟；

根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；一颗最佳卫星对应一个卫星观测方程，一个卫星观测方程对应一组卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；

根据所述北斗接收机的位置状态、所述卫星观测方程余数项以及所述卫星方向余弦构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。

可选的，所述根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星，具体包括：

根据所得卫星广播星历，确定各个卫星相对于所述北斗接收机的卫星方位角与卫星仰角；

采用准最佳选星法，沿天顶方向、东方向以及北方向选出三颗具有最大卫星仰角的卫星；所述具有最大卫星仰角的卫星为最佳卫星；

判断剩余可用卫星数量是否大于15，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量大于15，利用剩余卫星的卫星方位角以及卫星仰角进行分区选星，确定剩余的三颗最佳卫星；

若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量不大于15，利用综合模糊评价法对剩余卫星的卫星仰角及卫星方位角进评价，确定剩余的三颗最佳卫星。

可选的，所述利用剩余卫星的卫星方位角以及卫星仰角进行分区选星，确定剩余的三颗最佳卫星，具体包括：

按照所述剩余卫星的卫星仰角，确定卫星仰角大于70°的高仰角区以及卫星仰角低于70°的中低仰角区；

选取所述高仰角区内的任一高仰角卫星，并判断所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差是否大于70°，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差大于70°，确定所述高仰角卫星为最佳卫星；

若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差不大于70°，选取所述高仰角区内的下一个所述高仰角卫星，直至选取出剩余的三颗最佳卫星；

判断所述高仰角区是否选取出剩余的三颗最佳卫星，得到第三判断结果；

若所述第三判断结果表示为所述高仰角区未选取出剩余的三颗最佳卫星，选取所述中低仰角区中的备选卫星作为剩余的三颗最佳卫星；所述备选卫星为所述中低仰角区内与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差最大的卫星。

可选的，所述根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦，具体包括：

所述卫星观测方程为：

其中，ρ^s为伪距；(x，y，z，cdtr)为所述北斗接收机的位置状态，(x，y，z)为所述北斗接收机的三维坐标，cdtr为所述北斗接收机的时钟误差；(x^s，y^s，z^s)为卫星实时位置的三维坐标；c为光速；dt^s为卫星时钟误差；dtrop为对流层延迟，dion为电离层延迟；

所述卫星观测方程余数项为：

l^s＝ρ^s-r^s+c·dt^s-c·cdtr+dion+dtrop；其中，l^s为卫星观测方程余数项；

所述卫星方向余弦为：

其中，[bx^s,by^s,bz^s,bt^s]为卫星方向余弦，分别为所述北斗接收机的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的卫星的余弦值，为误差时间弦量；r^s为卫星和北斗接收机的几何距离，

可选的，所述利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标，具体包括：

获取初始化鸟巢数以及迭代次数，并基于所述误差方程构建最优目标函数；

基于所述初始化鸟巢数以及所述迭代次数，对所述最优目标函数的解依次进行全局levy飞行操作、选择最优操作、局部随机飞行操作以及自适应更新参数操作，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。

可选的，所述初始化鸟巢数为400；所述迭代次数为800。

一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算系统，包括：

卫星导航电文获取模块，用于获取卫星导航电文；所述卫星导航电文包括卫星观测数据、气象数据以及广播星历数据；

可用卫星数以及卫星号确定模块，用于根据所述卫星观测数据确定可用卫星数以及卫星号；

最佳卫星确定模块，用于根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星；

卫星参数确定模块，用于基于所述6颗最佳卫星，根据任意一颗所述最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态；所述卫星参数包括伪距、卫星时钟误差、对流层延迟以及电离层延迟；

卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦确定模块，用于根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；一颗最佳卫星对应一个卫星观测方程，一个卫星观测方程对应一组卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；

最终位置坐标确定模块，用于根据所述北斗接收机的位置状态、所述卫星观测方程余数项以及所述卫星方向余弦构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。

可选的，所述最佳卫星确定模块，具体包括：

卫星方位角以及卫星仰角确定单元，用于根据所得卫星广播星历，确定各个卫星相对于所述北斗接收机的卫星方位角与卫星仰角；

具有最大卫星仰角的卫星确定单元，用于采用准最佳选星法，沿天顶方向、东方向以及北方向选出三颗具有最大卫星仰角的卫星；所述具有最大卫星仰角的卫星为最佳卫星；

第一判断单元，用于判断剩余可用卫星数量是否大于15，得到第一判断结果；

第一剩余的最佳卫星确定单元，用于若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量大于15，利用剩余卫星的卫星方位角以及卫星仰角进行分区选星，确定剩余的三颗最佳卫星；

第二剩余的最佳卫星确定单元，用于若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量不大于15，利用综合模糊评价法对剩余卫星的卫星仰角及卫星方位角进评价，确定剩余的三颗最佳卫星。

可选的，所述第一剩余的最佳卫星确定单元，具体包括：

仰角区确定子单元，用于按照所述剩余卫星的卫星仰角，确定卫星仰角大于70°的高仰角区以及卫星仰角低于70°的中低仰角区；

第二判断子单元，用于选取所述高仰角区内的任一高仰角卫星，并判断所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差是否大于70°，得到第二判断结果；

最佳卫星确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差大于70°，确定所述高仰角卫星为最佳卫星；

第一剩余的最佳卫星确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差不大于70°，选取所述高仰角区内的下一个所述高仰角卫星，直至选取出剩余的三颗最佳卫星；

第三判断子单元，用于判断所述高仰角区是否选取出剩余的三颗最佳卫星，得到第三判断结果；

第二剩余的最佳卫星确定子单元，用于若所述第三判断结果表示为所述高仰角区未选取出剩余的三颗最佳卫星，选取所述中低仰角区中的备选卫星作为剩余的三颗最佳卫星；所述备选卫星为所述中低仰角区内与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差最大的卫星。

可选的，所述卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦确定模块，具体包括：

所述卫星观测方程为：

其中，ρ^s为伪距；(x，y，z，cdtr)为所述北斗接收机的位置状态，(x，y，z)为所述北斗接收机的三维坐标，cdtr为所述北斗接收机的时钟误差；(x^s，y^s，z^s)为卫星实时位置的三维坐标；c为光速；dt^s为卫星时钟误差；dtrop为对流层延迟，dion为电离层延迟；

所述卫星观测方程余数项为：

l^s＝ρ^s-r^s+c·dt^s-c·cdtr+dion+dtrop；其中，l^s为卫星观测方程余数项；

所述卫星方向余弦为：

其中，[bx^s,by^s,bz^s,bt^s]为卫星方向余弦，分别为所述北斗接收机的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的卫星的余弦值，为误差时间弦量；r^s为卫星和北斗接收机的几何距离，

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统，在选星过程中，基于卫星仰角以及卫星方向角选星，避免了传统的选星过程中存在的大量矩阵求逆过程，大大降低了计算量，能够实现快速定位，且通过自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标，由于自适应布谷鸟算法的迭代次数少，且计算精度高的特性，提高了定位效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法流程图；

图2为本发明所提供的6颗最佳卫星整个选取过程的流程示意图；

图3为本发明所提供的基于卫星仰角与卫星方位角的6颗最佳卫星选取过程的流程图；

图4为本发明所提供的基于综合模糊评价法选星的选取过程的流程图；

图5为本发明所提供的自适应布谷鸟算法解算过程流程图；

图6为本发明所提供的基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法及系统，降低了计算量，提高了定位效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明所提供的基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法流程图，如图1所示，一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算方法，包括：

步骤101：获取卫星导航电文；所述卫星导航电文包括卫星观测数据、气象数据以及广播星历数据。

北斗接收机将可用卫星信号经过变频和基带信号处理后，获取卫星导航电文，并将卫星导航电文中的内容分别处理并保存，主要包括卫星观测数据、气象数据、广播星历数据。

卫星导航电文中的内容需要分别处理并保存，根据源数据精确度，所有数据与预处理结果均可采用保留11位有效数字方法进行处理、保存，可以提高后续计算的速度与也能保证计算精度。

步骤102：根据所述卫星观测数据确定可用卫星数以及卫星号。

步骤103：根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星。

根据卫星信号强度进行初选，读取信号强度符合要求的卫星号对应的广播星历数据，根据广播星历数据计算各个卫星实时位置[x^s,y^s,z^s]以及卫星仰角与方向角，并以此为依据选出最合适的6颗卫星进入下一步解算。

图2为本发明所提供的6颗最佳卫星整个选取过程的流程示意图，如图2所示，卫星仰角与卫星方向角选出最合适的6颗卫星的具体过程如下：

根据所得卫星广播星历，得出各个卫星相对于接受机的方位角与仰角；

采用准最佳选星法，沿天顶、东、北方向选出三颗具有最大仰角的卫星记为s1、s2、s3；

判断剩下可用卫星数量是否大于15，如果大于15则利用仰角、方向角分区选星，否则，利用综合模糊评价法对剩下的卫星就仰角与方位角两种评价因素进评价，选出剩下3颗卫星s4、s5、s6。

图3为本发明所提供的基于卫星仰角与卫星方位角的6颗最佳卫星选取过程的流程图，如图3所示，选星过程中分区选星具体过程如下：

将剩下的卫星按照仰角大小进区分，仰角大于70°为高仰角区与低于70°为中低仰角区；

首先选取高仰角区卫星，并判断该卫星与已选3颗卫星方向角差是否大于70°，若是则选出该卫星，否则继续在高仰角区检查其他符合要求的卫星；

若选满6颗卫星，则以此时选出的s1、s2、s3、s4、s5、s6作为选星结果，否则在中低仰角区选择与s1、s2、s3卫星方向角最大的卫星做为备选卫星，直至选出全部6颗卫星完成选星工作。

图4为本发明所提供的基于综合模糊评价法选星的选取过程的流程图，如图4所示，选星过程中综合模糊评价法选星具体过程如下：

建立原始可见卫星方向角、仰角矩阵

式中，a1n为第n颗卫星的方位角，e2n为第n颗卫星的仰角，接着对矩阵进行标准化，为求每个参数权重做准备，标准化如下：

其中ra1n、re1n为标准化后矩阵参数；

分别求得方向角与仰角熵值，并求得权重矩阵如下：

首先建立以标准参数矩阵对应的评价集f＝[f1,f2,…fn],则可得方位角对应评价集仰角对应价集代表第j颗卫星，

接着分别计算二者的熵为：

其中h1j、h2j分别为第j颗卫星的方位角与仰角的熵，则第j颗卫星方位角权重w1与仰角权重w2为：

则权重矩阵p＝[w1w2]；

建立模糊关系向量r，具体如下：

其中cai＝a‘+90°-ai，cei＝e‘-ei,a’、e’为已选中卫星s1、s2、s3中任意1颗的方位角与仰角，r＝[r1^tr2^t]^t；

求得综合模糊评价矩阵q，具体如下：

q＝p·r

最后选择q中综合模糊评价值最小的3颗作为选星结果s4、s5、s6，完成选星。

步骤104：基于所述6颗最佳卫星，根据任意一颗所述最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态；所述卫星参数包括伪距、卫星时钟误差、对流层延迟以及电离层延迟。

初始化接收机位置状态v＝[x,y,z,cdtr]，选择步骤103中任意一颗卫星，根据其广播星历数据得到伪距ρ^s，进一步计算的得到卫星时钟误差dt^s，对流层延迟dtrop，电离层延迟diono，接着根据接收机初始状态与步骤103所得的卫星实时位置，计算的出卫星-接收机近似几何距离r^s,最后根据上述参数结合卫星观测方程，分别求出卫星观测方程余数项l^s和卫星方向余弦[bx^s,by^s,bz^s,bt^s]，作为误差方程参数以待后续步骤求解接收机准确位置。

计算得出其他卫星观测方程余数项记为l^si，卫星方向余弦i＝1,2，3,4,5，6代表第i次计算结果。

步骤105：根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；一颗最佳卫星对应一个卫星观测方程，一个卫星观测方程对应一组卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦。

6颗最佳卫星的参数组成误差方程a·v＝l，其中a为卫星方向余弦量所组成的矩阵，v为接收机位置初始状态，l为卫星观测方程余数项所组成的矩阵。

卫星观测方程余数项l^s和卫星方向余弦[bx^s,by^s,bz^s,bt^s]求解过程为：

根据卫星观测方程

伪距ρ^s由卫星广播星历中c/a码(粗测距码)获得，以降低其检测难度；就是卫星-接收机几何距离r^s，因此，卫星观测方程余数项为：

l^s＝ρ^s-r^s+c·dt^s-c·cdtr+dion+dtrop

卫星方向余弦量为：

为接收机三维x,y,z轴分别向卫星的余弦值，为误差时间余弦量。

步骤106：根据所述北斗接收机的位置状态、所述卫星观测方程余数项以及所述卫星方向余弦构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。

使用布谷鸟智能优化算法对方程进行求解：首先对算法进行初始化种群以及相关参数设置，包括设置初始化鸟巢数即解的规模，设置迭代次数，设置建造新巢概率即放弃原有解的概率。接着全局levy飞行、选择最优、局部随机飞行、自适应更新参数四步优选，最后将所有解记为vk做为下次迭代的初始种群，并根据优化目标函数保存本次迭代最优解计为vk_best，k＝1,2,3…，k表示第k次迭代。

直到到达最大迭代次数，接着根据优化目标函数从保存的vk_best中选出最优解vbest，最后将vbest中xbest,ybest,zbest作为接收机最终坐标输出。

本发明根据任意一颗最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态，再基于每一颗最佳卫星的卫星参数建立卫星观测方程，通过求解该卫星观测方程对初始位置进行修正。

图5为本发明所提供的自适应布谷鸟算法解算过程流程图，如图5所示，自适应布谷鸟算法解算过程如下：

1)初始化布谷鸟算法鸟巢数为n，初始状态即初始解以及相关参数，其中，初始化鸟巢数设置为400，迭代次数为800，计算时间与精度能到达最优。

设北斗卫星收机位置初始状态为v＝[x,y,z,cdtr]，其中x、y、z为接收机大地系三维坐标，cdtr为接收机时钟误差，设置步长缩放因子分析和检测概率pa和最大迭代次数t，设置最优目标函数为：

其中，bestvalue代表该结果最优函数值，xvalue、yvalue、zvalue表示此时进行求解最优目标函数值的坐标，为第i颗卫星的坐标，为第i颗卫星的伪距即测量距离，bestvalue值越小说明结果越精确；

2)全局levy飞行操作，即目前解v进更新，如下式所示：

其中vi^k表示第n个鸟巢在第k次迭代时的解，α为不常比例因子；l(λ)服从levy分布，飞行步长随机，具体如下：

其中u,v服从正态分布β取符合范围内一定值，这里取1.5。

其中γ为标准gamma函数；

3)选择最优：将levy飞行操作后的解v^k、v^k+1带入优化目标函数，保留目标函数值小的进行下一次迭代；

4)局部随机飞行操作：即引入pa概率，根据某一种随机方式设定本次迭代中某些巢为坏巢，即放弃某些解并在原解附近创建新的解，这里随机方式采用轮盘赌的方式，新解采用以附近解为基础进levy飞行操作得到。

5)自适应更新参数：自适应布谷鸟算法加上了对pa、α的自适应更新，更新公式如下：

其中k为当前迭代次数，t为最大迭代次数。

图6为本发明所提供的基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算系统结构图，如图6所示，一种基于自适应布谷鸟算法的北斗定位解算系统，其特征在于，包括：

卫星导航电文获取模块601，用于获取卫星导航电文；所述卫星导航电文包括卫星观测数据、气象数据以及广播星历数据。

可用卫星数以及卫星号确定模块602，用于根据所述卫星观测数据确定可用卫星数以及卫星号。

最佳卫星确定模块603，用于根据所述广播星历数据确定各个卫星的卫星实时位置、卫星仰角以及方向角，并以所述卫星仰角以及所述方向角为依据，确定6颗最佳卫星。

所述最佳卫星确定模块603，具体包括：

卫星方位角以及卫星仰角确定单元，用于根据所得卫星广播星历，确定各个卫星相对于所述北斗接收机的卫星方位角与卫星仰角。

具有最大卫星仰角的卫星确定单元，用于采用准最佳选星法，沿天顶方向、东方向以及北方向选出三颗具有最大卫星仰角的卫星；所述具有最大卫星仰角的卫星为最佳卫星。

第一判断单元，用于判断剩余可用卫星数量是否大于15，得到第一判断结果。

第一剩余的最佳卫星确定单元，用于若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量大于15，利用剩余卫星的卫星方位角以及卫星仰角进行分区选星，确定剩余的三颗最佳卫星；所述第一剩余的最佳卫星确定单元，具体包括：仰角区确定子单元，用于按照所述剩余卫星的卫星仰角，确定卫星仰角大于70°的高仰角区以及卫星仰角低于70°的中低仰角区；第二判断子单元，用于选取所述高仰角区内的任一高仰角卫星，并判断所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差是否大于70°，得到第二判断结果；最佳卫星确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差大于70°，确定所述高仰角卫星为最佳卫星；第一剩余的最佳卫星确定子单元，用于若所述第二判断结果表示为所述高仰角卫星与具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差不大于70°，选取所述高仰角区内的下一个所述高仰角卫星，直至选取出剩余的三颗最佳卫星；第三判断子单元，用于判断所述高仰角区是否选取出剩余的三颗最佳卫星，得到第三判断结果；第二剩余的最佳卫星确定子单元，用于若所述第三判断结果表示为所述高仰角区未选取出剩余的三颗最佳卫星，选取所述中低仰角区中的备选卫星作为剩余的三颗最佳卫星；所述备选卫星为所述中低仰角区内与所述具有最大卫星仰角的卫星的卫星方向角差最大的卫星。

第二剩余的最佳卫星确定单元，用于若所述第一判断结果表示为所述剩余可用卫星数量不大于15，利用综合模糊评价法对剩余卫星的卫星仰角及卫星方位角进评价，确定剩余的三颗最佳卫星。

卫星参数确定模块604，用于基于所述6颗最佳卫星，根据任意一颗所述最佳卫星的卫星参数初始化北斗接收机的位置状态；所述卫星参数包括伪距、卫星时钟误差、对流层延迟以及电离层延迟。

卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦确定模块605，用于根据所述北斗接收机的位置状态、不同卫星的卫星实时位置以及所述卫星参数确定不同的卫星观测方程，并基于不同的所述卫星观测方程确定每一颗最佳卫星的卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦；一颗最佳卫星对应一个卫星观测方程，一个卫星观测方程对应一组卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦。

所述卫星观测方程余数项以及卫星方向余弦确定模块605，具体包括：

所述卫星观测方程为：

其中，ρ^s为伪距；(x，y，z，cdtr)为所述北斗接收机的位置状态，(x，y，z)为所述北斗接收机的三维坐标，cdtr为所述北斗接收机的时钟误差；(x^s，y^s，z^s)为卫星实时位置的三维坐标；c为光速；dt^s为卫星时钟误差；dtrop为对流层延迟，dion为电离层延迟；

所述卫星观测方程余数项为：

l^s＝ρ^s-r^s+c·dt^s-c·cdtr+dion+dtrop；其中，l^s为卫星观测方程余数项；

所述卫星方向余弦为：

其中，[bx^s,by^s,bz^s,bt^s]为卫星方向余弦，分别为所述北斗接收机的x轴方向、y轴方向以及z轴方向的卫星的余弦值，为误差时间弦量；r^s为卫星和北斗接收机的几何距离，

最终位置坐标确定模块606，用于根据所述北斗接收机的位置状态、所述卫星观测方程余数项以及所述卫星方向余弦构建误差方程，并利用自适应布谷鸟算法对所述误差方程求解，确定所述北斗接收机的最终位置坐标。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。