[发明专利]一种基于自适应的动态分组选星方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制导或导航中的卫星选择方法。

背景技术

制导或导航环境中的定位卫星组合选择方法，要求响应频率很高，一般达到毫秒级。传统制导或导航环境中，定位卫星组合选择时通常未对所有参与定位的卫星测量数据进行预分组处理，且所有计算均在一个时间周期内完成，从而造成整个选星方法耗时，对硬件资源要求比较高，很难达到时间性能上的要求，并且容易在多变环境中方法失效的问题。另外，现有的定位卫星选择方法，往往针对特定用户或特定工作环境研发。当用户运行状态变化较大，或者进入复杂多变的环境时，现有方法往往受到很大影响或者失效。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种运算量小，占用硬件资源少的基于自适应的动态分组选星方法。

本发明的技术解决方案是：基于自适应的动态分组选星方法，步骤如下：

(1)设定选星阈值初值；

(2)获取当前时刻能够参与定位的卫星，根据参与定位的卫星总数N对卫星进行分组，若N≤4则将所有卫星分成一组；若4＜N＜9，则首先选择最高仰角的卫星，然后按照任意选择其他三颗卫星进行组合，每组四颗卫星；若N≥9则按照方位角接近程度将卫星分成4类，每类中的卫星数目尽量相等，然后从每一类中各选出一颗卫星，按照每组四颗卫星将所有卫星进行分组，其中最高仰角的卫星所在的类中始终选取该最高仰角的卫星参与分组；

(3)计算步骤(2)中每个卫星分组的PDOP值并获取其中最小的PDOP值，若当前时刻最小的PDOP值小于选星阈值，则将当前时刻最小的PDOP值对应的卫星分组作为当前时刻的选星结果，同时利用公式更新选星阈值；若当前时刻最小的PDOP值大于选星阈值，则返回步骤(2)重新进行卫星分组，直至当前时刻最小的PDOP值小于选星阈值；其中，x_k为在第k个历元时刻由分组组合计算得到最小PDOP值，y_k-1-i为在第(k-1-i)个历元时刻所采用的PDOP阈值，n为历元k时刻接收机能够接收到卫星的总数，m为历元k时刻参与PDOP值分组计算的有效卫星数，s为历元量调节系数；

(4)在下一时刻，获取前次输出的选星结果对应的PDOP值并与选星阈值进行比较，若前次输出的选星结果此刻对应的PDOP值仍然小于选星阈值，则保持选星结果与前次输出的选星结果一致并输出，同时利用公式更新选星阈值；若前次输出的选星结果对应的PDOP值大于选星阈值，则返回步骤(2)重新进行卫星分组；

(5)重复步骤(2)～(4)，不断训练选星阈值并输出各时刻的选星结果。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明方法在选星前采用动态分组预处理，剔除了位置分布较差的卫星组合，有效缩小了具有最小PDOP值卫星组合的搜索范围；

(2)本发明方法在计算每个卫星组合的PDOP值时采用分时计算策略，在一个计时周期内仅计算一个卫星组合，并完成最小PDOP值的记录工作，从而有效减少了每个计时周期内的运算量，提高了选星方法的实时响应能力；

(3)本发明方法充分考虑了卫星分布在短时间内变化不大的特点，采用上次结果阈值判断的策略，小于阈值则说明上次选星组合中卫星的当前测量数据精度可以接受，仍然作为本次的计算结果，在保证精度要求的前提下，减少了计算量，可以有效减少对硬件依赖，并且扩大选星方法的使用场合范围；

(4)本发明方法采用自适应理论，对PDOP阈值进行动态调整，既保证了计算结果的精度量化指标，又考虑到精度与实际使用场合的折中。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明选星分组方法流程图；

图3为本发明自适应PDOP阈值训练框图。

具体实施方式

基于自适应的动态分组选星方法是一种采用自适应思想训练阈值，并区分不同环境动态调整卫星分组组合从而实现快速获得最小PDOP值卫星组合的选星方法。本发明的特点在于：(1)采用动态分组策略；(2)分时计算策略；(3)自适应阈值。

如图1所示，为本发明的自适应动态分组选星方法流程图，与传统方法相比，除了PDOP值计算环节外，本方法增加了PDOP值计算前的动态分组，其次还增加了PDOP值计算结果的反馈利用，从而使经过之训练的阈值能够适应变化的工作环境，其主要步骤如下：

(1)进行参数初始化设置：