[发明专利]一种准静态双星定位的方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位领域，更具体地说，涉及一种准静态双星定位的方法，进一步，提供了一种无源定位中卫星信号丢失时的定位性能保持方法，及实现装置。

背景技术

目前普通的GPS卫星GPS接收机需要接收到至少四颗GPS卫星信号才能进行准确的定位，一旦某些卫星信号因为障碍物遮挡、电磁干扰、太阳黑子活动干扰等原因而无法捕获，GPS接收机收到的卫星信号数量小于四颗时就会出现无法定位的现象。这种情况下目前大多数定位设备切换到基站定位模式来保持定位性能，但是基站定位误差很大一般在千米级左右，无法实现精确定位保持。传统的三星定位方法仅在理论上论证了利用三颗卫星进行无源定位的可行性，在工程应用上无法防止出现错误定位收敛结果和保证定位精度，而无源双星卫星定位方法较复杂，往往需要对周围环境进行测量（如测量行车轨迹），方法复杂定位精度低，也难以实时应用到卫星定位GPS接收机中。

中国实用新型专利ZL201120370577.3公开了一种无盲区车载GPS跟踪定位系统，包括控制中心、中央处理器、GPS接收机和无线通讯模块，所述GPS接收机与中央处理器、中央处理器与无线通讯模块之间通过串行总线连接，所述控制中心与无线通讯模块之间无线通讯连接，其中所述GPS接收机中设置有陀螺仪传感器、加速度传感器、A/D转换器和数据计算处理器，所述陀螺仪传感器、加速度传感器分别通过A/D转换器与数据计算处理器连接，所述数据计算处理器与上述中央处理器连接。

与现有技术相比，上述实用新型专利申请通过对汽车的运行距离、转向角度等位置信息进行时时监测，并将监测获取的信息经过计算后发送给控制中心，由控制中心时刻对汽车的位置进行追踪，从而实现了在GPS信号微弱甚至没有GPS信号的环境中，对车辆进行定位跟踪。

上述的技术方案通过额外的传感器辅助外推的方法短暂地持续输出定位结果，但由于没有使用处于跟踪状态的卫星，丢失了有用的信息，额外传感器引入使得导航定位系统成本大幅度上升，同时不宜集成在手持设备中，应用场合有限。

中国发明专利ZL200710176596.0公开了一种在信号短暂缺失条件下的非完备定位的方法，涉及全球卫星定位与导航领域，例如GPS系统。所述方法包括：利用正常定位时各可见卫星的PN码发射时间外推信号缺失时丢失的卫星伪随机噪声码发射时间，并用处于有效状态卫星的发射时间进行修正；结合信号缺失前存储的导航电文实现定位，以及判定该定位方法精度是否在接受的范围内的方法。这种不完备条件下定位方法适用于任意类型的GPS接收机的基带处理芯片。该方法能够明显地减少由于信号缺失导致无法定位的情况，特别适合城市和茂密森林等遮挡物多的应用环境。

上述的技术方案克服了采用额外传感器的技术方案的缺点，但只能适用于短暂失星的情况，如果长时间处于失星状态，将无法实现定位。而且要实现定位功能的卫星数量下限是三颗卫星，尽管说明书中提及在仅能接收两星的情况下，可以利用维持发射时间进行等待，直到接收到三星，然后利用所述的技术方案进行定位。所以不能用于长时间处于仅接收二星的情况，使用范围受限，而且效果大打折扣。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能长时间在二星情况下进行定位工作的准静态双星定位的方法，并且将该方法与常规定位、三星定位等方式整合为有效全面的定准方式。

本发明的技术方案如下：

一种准静态双星定位的方法，步骤如下：

A、查询最近一次常规定位信息，获取信息中的经度L₀、纬度B₀坐标值和高程值H₀；

B、由GPS接收机接收到的两颗卫星信号的星历解出两颗卫星的当前位置坐标x_i、y_i、z_i，（i=1、2），由伪距观测量得到两颗卫星到当前GPS接收机的伪距值ρ_i（i=1、2），由如下公式得出：

其中，i=1、2，C为光速，x、y、z为需要求解的当前位置，t为需要求解的GPS接收机钟差；

C、由步骤A得到的H₀建立地球椭球拟合方程，列入方程组：

其中，a为地球长半轴长度，b为地球短半轴长度均为常数；