一种导航卫星序列筛选方法以及装置的制造方法_2

文档序号:9303892阅读:来源:国知局
进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和车用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一晕秒,码间距I微秒,相当于300m ;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
[0030]GPS 接收机:
[0031]GPS接收机是接收全球定位系统卫星信号并确定地面空间位置的仪器。GPS卫星发送的导航定位信号,是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户,只要拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备,即GPS信号接收机。
[0032]GPS数据处理过程:
[0033]GPS接收机接收到GPS数据之后,处理过程包括捕获卫星、跟踪卫星以及伪距估算。捕获卫星的目的是确定可见卫星及卫星信号的载波频率、码相位的粗略值。捕获的常用方法串行搜索捕获、并行空间搜索捕获、并行码相位搜索捕获等。捕获提供了对频率以及码相位参数的粗略估计,跟踪卫星的主要目的是使这些参数更加精确化,并且保持跟踪,然后从跟踪的卫星信号中解调出导航数据,同时提供伪距估计。解算伪距包括导航数据恢复、导航数据的解码、解算卫星的位置、伪距估计以及解算接收机的位置。通过捕获卫星、跟踪卫星和计算伪距最终确定接收机的位置,完成定位。
[0034]下面通过具体实施例,对本发明实施例技术方案进行详细的说明。
[0035]实施例一、
[0036]请参考图1,本发明实施例提供一种导航卫星序列筛选方法,可包括:
[0037]110、在连续定位计算过程中,记录每个数据段用于解算位置信息的卫星序列。
[0038]本发明实施例方法的执行主体是接收机。本发明中接收机泛指用户的GPS设备,比如手机GPS模块、车载导航装置等;本发明中接收机还可以是指北斗导航系统设备等。
[0039]GPS定位计算时包括捕获卫星、跟踪卫星和解算位置信息三个步骤。捕获卫星之后会获得一个可用于计算的卫星的序列,由于GPS定位需要使用四颗或者以上的卫星的位置信息来确定接收机的位置,所以捕获之后卫星序列卫星个数大于或等于4颗才能继续进行下一步计算。
[0040]捕获卫星之后获得的卫星序列还需要经过卫星跟踪过程,对捕获的卫星序列进行一些筛选,将其中的无效卫星去除,比如去掉仰角小于15度的卫星,去掉卫星参数有错误地卫星。对于整个捕获卫星的序列,每次计算都需要对序列中的每一个卫星进行很多判断和参数比对,来去掉参数有错误或者仰角小于15度的卫星从而形成一个新的卫星序列进行用户位置结算,新的卫星序列中的所有卫星都是有效卫星,并且有效卫星个数不得小于4颗。利用解算前生成的卫星序列,接收机首先解算出卫星的位置信息,然后再确定接收机的位置,完成定位过程。
[0041]GPS连续定位时,会连续处理特定长度的多个数据段,每次处理一个新的数据段,都需要经过捕获卫星、跟踪卫星和解算位置的过程。本发明实施例方法中,在连续定位计算过程中,记录每个数据段的、用于解算位置信息的卫星序列,用于辅助下一段数据的定位。
[0042]120、将第k个数据段捕获到的卫星序列与第k-Ι个数据段用于解算位置信息的卫星序列进行比较,筛选出重复的卫星组成可用卫星序列,k为大于I的整数。
[0043]通常,捕获到的卫星一般在8颗以上,现有技术中是将所有的捕获卫星都用于位置解算,但是使用所有的卫星解算接收机的位置,会耗费很长的时间以及消耗接收机大量的能量。
[0044]本发明实施例中,可根据计算的精度,首先设定参与计算的卫星个数的最小值,作为阈值,记为N。一般的,四颗卫星计算就能确定接收机的位置,因此参与解算的卫星个数最小可以是四颗,即阈值N大于或等于4。
[0045]以第k段数据为例,其计算过程中,经过捕获计算,捕获到卫星序列之后,将第k个数据段捕获到的卫星序列与第k-Ι个数据段用于解算位置信息的卫星序列进行比较,以筛选出重复的卫星组成可用卫星序列。例如,al, a2, a3和a4是筛选出的重复的卫星,则以al, a2, a3和a4组成可用卫星序列。
[0046]130、对第k段数据采用筛选出的可用卫星序列解算位置信息。
[0047]本步骤中,对第k段数据采用筛选出的可用卫星序列解算位置信息。其中,根据可用卫星序列包含的卫星的个数,可以有不同的处理方式,例如包括:
[0048]判断筛选出的可用卫星序列的个数等于阈值N时,对第k段数据,采用筛选出的N个可用卫星序列解算位置信息,N为大于或等于4的整数。
[0049]判断筛选出的可用卫星序列的个数大于阈值N时,对第k段数据,采用筛选出的可用卫星序列中的至少N个卫星的序列解算位置信息,N为大于或等于4的整数,N为大于或等于4的整数。
[0050]判断筛选出的可用卫星序列的个数小于阈值N时,从第k个数据段捕获到的卫星序列中选择至少一个其它卫星,将筛选出的可用卫星序列补足到N个,对第k段数据采用补足后的N个可用卫星序列解算位置信息,N为大于或等于4的整数。
[0051]以一个应用场景例为例进行介绍:首先设定参与计算的卫星个数的阈值N,比如设定N等于5 ;当捕获到的卫星高于五颗时,将捕获到的卫星序列和第k-Ι段数据的用于解算位置信息的卫星序列对比,筛选重复的卫星,如果重复的卫星个数大于阈值,则随机取数目等于阈值的卫星作为参与计算的卫星;如果重复的卫星个数等于阈值,就直接取重复的卫星作为参与计算的卫星;如果重复的卫星小于阈值,则先取重复的卫星,再用第k段数据捕获卫星中非重复的卫星挑选出特定数目,和重复的卫星组成个数等于阈值的卫星作为参与计算的卫星。
[0052]本发明实施例中,选取重复的卫星进行计算,是因为在定位计算中,上一段计算过程中经过捕获、跟踪、解算过程的生成的卫星序列是有效的卫星,在第k-Ι段数据解算过程中记录的卫星排除了仰角小于15度以及卫星星历中有错误的卫星。所以选用第k-Ι段和第k段数据重复的卫星,可以减少在第k段数据跟踪和解算过程中剔除仰角大于15度以及有参数错误的卫星的过程,降低了计算的复杂度。
[0053]以上,本发明实施例公开了一种用于卫星定位计算过程的导航卫星序列筛选方法,该方法的总体思路为:在接收机处理导航数据时,当处理第k段数据时,将第k段数据经过捕获卫星计算后获取的卫星序列与第k-Ι段用于解算位置信息的卫星序列进行比较,筛选出重复的卫星,如果重复的卫星不足4颗,则用第k段数据的捕获卫星序列补全到一定的卫星个数,对于第k段数据用于计算的卫星个数可以具体设定。
[0054]本发明方法采用上述技术方案,取得了以下技术效果:结合第k-Ι段数据用于解算位置信息的卫星序列,对第k端数据的可用卫星序列进行筛选,减少了参与计算的卫星的个数,从而可以降低计算的复杂度,并且,可以减少接收机的能耗。可见,本发明实施例技术方案可以降低接收机处理导航数
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