6)根据步骤(5)计算得到的伪距，进行定位解算，得到卫星的位置，实现快速重捕和定位。
[0061]下面一个具体实施例对本发明的工作过程和工作原理做进一步解释和说明:
[0062]以GPS卫星接收机为例，选取某一天为参考，在17时27分42秒48断开接收机的输入信号，接收机失锁，失锁前接收机收到的卫星有2、3、6、9、10、12、17、23、28。在17时27分47秒88恢复信号，接收机开始对失锁的卫星进行重新捕获。在17时27分47秒98，3号星捕获成功并完成位同步，在17时27分48秒58，17号星捕获成功并完成位同步，17时27分48秒78，9、10和23号星捕获成功并完成位同步。此时，有五颗星可以进行伪距计算，也就可以完成定位解算。在0.9秒内完成了失锁重捕和定位。
[0063]对3、9、10、17和23号星代入公式进行计算，具体如下:
[0064](I)计算失锁时间:t003= 47.98-42.48 = 5.5s, t _= 48.78-42.48 = 6.3s, 1010=48.78-42.48 = 6.3s, t017= 48.58-42.48 = 6.1s, 1 023= 48.78-42.68 = 6.1s 式中下标的后两位代表卫星号，以下相同。由于卫星信号断开后，有的卫星判断失锁会有延时，比如23号星，在17时27分42秒68判断出失锁。
[0065](2)初步估算当前时刻的伪距:
[0066]由公式P丨=Δ P *t Q+P。初步估算当前时刻的伪距。由于Δρ和p。在跟踪状态记录的值，直接代入进行计算，Ap和P。在此例中分别为:Δ P。3= 49.51和P OO3= 22678177.46 ； Δ ρ 09= -53.01 和 P 009= 24438724.95 ； Δ ρ 10= -64.35 和 P 010=21894656.59 ； Δ P17= 1.35 和 P 017= 20552709.54 ； Δ ρ 23= -29.81 和 P 023 =24354583.10。上述的伪距差和失锁前的伪距都是时间乘以光速后的值。伪距差为两次测距时刻之间差值，由于本例中接收机是0.1s进行一次测距和定位解算，因此将失锁时间转化为次数，分别是tQQ3= 55，t Q09= 63，t Q10= 63，t O17= 61，1 023 = 61。将所有参数代入公式，得到初步估算的伪距分别是:P 103= 22680900.51，P 109= 24435385.32，P 110 =21890602.54, P 117= 2055279L 89，P 123= 24352764.69。
[0067](3)估算大于数据码长的时间:
[0068]由公式T1= T-0.0l-P ^Otnis估算大于数据码长的时间。以GPS为例，GPS的数据码长是20ms，也就是大于20ms的时间。对于北斗的GEO卫星，数据码长是2ms。t?s由跟踪环路得到，在此例中分别为:tns03= 0.007，tns09= 0.001，tnslo= 0.010, tnsl7= 0.014, tns23=0.0023为本地时，对应各卫星计算该时间时的本地时，此例中分别为:1^= 120481.88，T09= 120482.78，T10= 120482.78，T17= 120482.58，T 23= 120482.78，将各参数代入公式，得到大于数据码长的时间分别是=T103= 120481.79，T 109= 120482.69，T 110= 120482.69，T117= 120482.49，T 123= 120482.69。
[0069](4)计算当前时刻的伪距:
[0070]由公式t1= [Τ /Ο.02]、T2= (t !+1)^0.02+^和 P 2= T-T 2计算当前时刻伪距。式中的0.02为数据码长的时间。对于北斗GEO星，将式中的0.02更改为0.002。最后计算得到的伪距分别是:P 203= 0.076，P 209= 0.082，P 210= 0.073，P 217= 0.069，P 223 =0.081ο
[0071]本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。
【主权项】
1.一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，其特征在于步骤如下: (1)判断卫星正常跟踪过程中是否失锁，若失锁则对失锁的卫星进行重新捕获，并进入步骤(2)，若未失锁，则继续保持卫星正常跟踪状态； (2)将卫星置为重捕状态，并判断重捕次数是否超过重捕次数门限，若没有超过门限，则卫星开始进行重新捕获，并进入步骤(3)，否则认为卫星此时不可见，释放捕获通道； (3)判断卫星是否捕获成功，若捕获成功，则进入步骤(4)，否则返回步骤(2); (4)卫星进行位同步，若位同步成功则进入步骤(5)，否则判断位同步次数是否超过门限，若超过则返回步骤(2)，否则继续重捕步骤(4)进行位同步； (5)计算当前时刻卫星的伪距； (6)根据步骤(5)计算得到的伪距，进行定位解算，得到卫星的位置，实现快速重捕和定位。2.根据权利要求1所述的一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，其特征在于在:所述步骤(5)中计算当前时刻卫星伪距的具体方式如下: (5a)计算失锁重捕卫星在失锁前相邻时刻的伪距差和失锁时间，估算出当前时刻的伪距；Pi= Δ P 0+ P O 其中，△ P表示失锁前相邻测距时刻的伪距差，P。表示失锁前的伪距，t。表示失锁时间； (5b)估算大于数据码长的时间T1:T1=T-O-Ol-P /Otnis 其中，T表示当前时刻的本地时，t?s表示小于数据码长的时间，C表示光速； (5c)计算当前时刻卫星伪距P2: ti= [Τ /Ο.02] T2= (t !+1)*0.02+tns P 2= T-T 2 其中，表示大于数据码长的时间计数取整；τ2表示发射时。3.根据权利要求1所述的一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，其特征在于:所述步骤(2)中进行卫星重新捕获和步骤(3)中判断是否捕获成功的具体实现方式如下: (2a)在进行重捕时，多普勒频率设置为失锁前的值，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2b); (2b)偏移多普勒频率，偏移量为20ΚΗζ± ΙΟΚΗζ，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则进入步骤(2c)； (2c)偏移多普勒频率，偏移量为-20KHz±10KHz，如果捕获成功，跳出重捕状态，否则重捕次数加I，进入步骤(2)重新捕获。
【专利摘要】本发明一种卫星接收机失锁后快速捕获和定位方法，步骤如下：判断卫星正常跟踪过程中是否失锁，若失锁对失锁的卫星进行重新捕获，若未失锁，则继续保持卫星正常跟踪状态；将卫星置为重捕状态，并判断重捕次数是否超过重捕次数门限，若没有超过门限，则开始对卫星进行重新捕获，否则认为卫星此时不可见，释放捕获通道；判断卫星是否捕获成功；卫星进行位同步；计算当前时刻卫星的伪距；根据计算得到的伪距，进行定位解算，得到卫星的位置，实现快速重捕和定位。本发明能够实现1s内快速重捕和定位，提高了卫星接收机的工作效率和降低了设计成本。
【IPC分类】G01S19/24
【公开号】CN105093242
【申请号】CN201510441116
【发明人】张瑞鹏, 邬志影, 彭云, 李强, 王伟伟, 王洪凯, 邓皓升, 李莎莎, 王晓飞, 金文 , 王遂学, 方岳, 吴学森
【申请人】北京航天长征飞行器研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月24日