[发明专利]一种基于时间修正的自主定位导航系统

权利要求书

1.一种基于时间修正的自主定位导航系统，包括中央处理器、全球定位系统芯片组、上层应用模块，所述中央处理器为整个系统的主控制运行模块，联结到所述全球定位系统芯片组，所述全球定位系统芯片组实现在全球定位系统信号正常情况下的接收机定位，并通过串口输出固定编码格式的信号，所述上层应用模块是实现导航的地图软件以及基于定位结果对用户进行多元化服务的软件，其特征在于：还包括判断模块、信息存储模块以及信息处理模块，所述判断模块接收全球定位系统芯片组发来的信号，并判断全球定位系统芯片组输出的信号是否正常，若正常则直接将该信号输出给上层应用模块，并同时保存该信号至该信息存储模块，若信号异常则转向信息处理模块，所述信息处理模块输入端连接到所述信息存储模块，所述信息处理模块实现对星历、历书、时钟修正参数钟漂、钟差、多普勒频移的处理和预测，并根据这些信号计算出接收机的位置、速度、时间，并把结果编码成固定编码格式向上层应用模块输出。

2.如权利要求1所述的一种基于时间修正的自主定位导航系统，其特征在于：所述全球定位系统芯片组包括一个小中央处理器、射频处理模块、基带处理模块、内存及相关的定位软件、编码串口输出，以及天线、放大器，所述小中央处理器、射频处理模块、基带处理模块、内存及相关的定位软件、编码串口输出依次串联，小中央处理器同时与内存及相关的定位软件相联，天线、放大器联结到所述射频处理模块。

3.如权利要求1所述的一种基于时间修正的自主定位导航系统，其特征在于：所述判断模块首先解析全球定位系统芯片组输出的编码信息，然后判断标志性参数是否正常，最后根据判断结果选择下一步的操作，若标志性参数正常，直接将全球定位系统芯片组串口输出的信号输出给上层应用模块以及信息存储模块，若标志性参数不正常，则将全球定位系统芯片组串口输出的信号输出给信息处理模块。

4.如权利要求1所述的一种基于时间修正的自主定位导航系统，其特征在于：所述信息处理模块通过所述信息存储模块存储的相关卫星星历、外推得到的卫星信号在信号异常时的发射时间，以及仍能继续接收到的卫星信号的发射时间，算出各颗卫星的位置和速度，同时获得卫星钟差修正，结合信号异常前最接近时刻的接收机的位置以及下述计算出的接收机的位置信息，可以得出相关卫星到接收机的仰角、方位角；通过钟漂处理的修正后的接收机系统时间和所述卫星钟差修正计算得出各颗卫星的信号传播时间，乘上光速后得到各颗卫星到接收机之间的伪距；再结合上一步算出的各颗卫星位置和速度，计算得到接收机的位置；最后再把得到的接收机的位置进行置信区间的验证，当验证结果可信时，就把得到的结果编码后输出，传给上层应用模块。 

5.如权利要求4所述的一种基于时间修正的自主定位导航系统，其特征在于：在计算接收机位置时，可以根据精度的控制对超过四颗的卫星信号根据精度衰减因子进行选择，首先通过信号异常前接收机位置、相关卫星的仰角方位角来计算卫星组合的精度衰减因子，然后根据得出的各个卫星组合的精度衰减因子来判断是否需要根据精度衰减因子选星，若是各个组合的精度衰减因子差别很大，则选一个最佳的卫星组合来定位；若各个组合的精度衰减因子差别不大，则把所有的卫星都用上，用卡尔曼滤波法或最小二乘法进行定位；若有些组合精度衰减因子较差有些较好，则把所有较好的组合的相关卫星都用上。 

6.如权利要求4所述的一种基于时间修正的自主定位导航系统，其特征在于：计算接收机速度有两种算法，一种是通过在该信息处理模块中外推得到信号异常时卫星信号多普勒频移以及仍能继续接收到的卫星信号的多谱勒频移，结合已计算出的相关卫星的速度和卫星到接收机之间的伪距进行计算，所述外推得到的信号异常时卫星信号多普勒频移外推步骤为：首先从所述信息存储模块中提出信号异常前一段时间内的各颗卫星信号的多普勒频移，并通过最小二乘法或卡尔曼滤波法进行运算处理，以获取这段时间内各颗卫星信号多普勒频移的最佳状态和最佳 变化状态，然后外推得到信号异常时卫星信号多普勒频移；另一种是通过两次定位的结果结合间隔时间来求取速度，具体选择哪种算法由结果的精度控制，最后再把得到的接收机的位置和速度进行置信区间的验证，当验证结果可信时，就把得到的结果编码后输出，传给上层应用模块。