[发明专利]基于授时应用的卫星接收机渐进式自校正位置保持方法

说明书

 

（一）、技术领域：本发明涉及一种卫星接收机自校正位置保持方法，特别涉及一种基于授时应用的卫星接收机渐进式自校正位置保持方法。

（二）、背景技术：目前，全球卫星导航系统进入了快速发展的阶段，主要的卫星导航系统有美国的GPS卫星导航系统、俄罗斯的GLONASS卫星导航系统、欧洲的GALILEO卫星导航系统及我国北斗卫星导航系统，卫星导航系统中的授时应用是其重要的应用领域，授时采用的授时型接收机能提供高精度的授时信号及时间报文等，但授时型接收机的接收机位置固定，其需要精确的接收机位置才能保证精确授时，因此，精确的位置信息是授时型接收机进行授时的前提。授时型接收机通常采用两种方式进行坐标获取，一种是按照接收机通信协议由外部接口设置，然后进行授时处理；一种为接收机先进行自主定位，然后进行授时处理。对于第一种方式，在实际应用中需要通过其它定位系统辅助或其它途径获取坐标并进行设置，在工程应用中极为不便（如北斗一代授时接收机通常采用此种方法）；对于第二种方式，接收机不需要通过其它导航系统辅助或外部设置，提高了工程应用的便利性（如我国北斗二代授时型接收机），但在实际工程应用中也出现了诸多问题，通常文献中提到的卫星定位精度参数是在接收状态良好（如天线位置比较空旷），且接收卫星数量较多的情况下确定的，但接收机的实际工作环境往往比较恶劣（诸如电磁干扰、建筑物遮挡等），这会引起接收机接收性能不良、接收机收星数量不足或收星数量不稳定、卫星与接收构成的几何结构不佳等情况，从而造成定位结果的偏差。在卫星授时应用领域，一方面要求接收机授时信号首次可用时间尽量要短，另一方面要求授时信号的精度要高，即要求接收机开机后授时信号要尽快可用，还要求授时信号尽可能准确、稳定，不允许卫星坐标长时间不可用或其可用状态经常发生变化。

（三）、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种基于授时应用的卫星接收机渐进式自校正位置保持方法，该方法能提高授时型接收机在复杂应用环境下位置获取的精度及时间，提高授时型接收机的授时性能。

本发明的技术方案：

一种基于授时应用的卫星接收机渐进式自校正位置保持方法，含有下列步骤：

步骤1：采用基于差分检测及位置信息统计的方式对卫星定位位置信息进行稳定性判别；

步骤2：基于组合式参数矩阵的位置择优处理：

组合式参数矩阵含有三个不同功能的参数矩阵，该三个不同功能的参数矩阵分别为定位状态优先级参数矩阵、位置保持检测时长参数矩阵、位置滤波参数矩阵，在进行位置择优处理时，同时选用这三个参数矩阵；

卫星定位位置信息稳定后且定位状态从定位状态优先级参数矩阵确定的低优先级升级为高优先级时，则初始化位置滤波状态并更新由位置滤波参数矩阵确定的滤波系数；当定位状态从低优先级跃迁为高优先级后的状态持续时间大于位置保持检测时长参数矩阵所确定的检测时长后，则经滤波的卫星实时定位信息确定为位置保持信息，设备进入位置保持状态；

步骤3：对进入位置保持状态后的位置保持信息进行自校正处理。

步骤3的具体过程为：检测进入位置保持状态后的定位状态，当该定位状态优先级高于步骤2中跃迁后的定位状态优先级，且进入位置保持状态后的位置信息与位置保持信息的偏差大于设定阈值、大于设定阈值的时间超过设定时长后，用该位置信息对位置保持信息进行更新，完成位置保持信息的自校正。　 

   步骤1中：位置稳定性判别是指判断定位结果的抖动是否在一定的范围之内；由于接收机跟踪卫星数变化、电磁干扰、接收机基带控制环路调整等因素，均会造成定位结果的抖动，通常开机工作一段时间后，定位结果趋于稳定，定位结果趋于稳定是进行后续处理的基础；位置稳定性判别采用差分比对、奇异值剔除及统计位置信息极值的方式来实现，其处理过程为：首先，对卫星实时定位信息进行差分计算；其次，对于差分结果的绝对值大于设定阈值的定位信息给予剔除，并标记此次定位信息无效；对于差分结果的绝对值小于设定阈值的定位信息给予保留，并标记此次定位信息有效；最后，在设定的时间段内对定位信息进行统计分析，如果定位有效的次数所占总定位次数的百分比大于设定门限且有效定位信息的极大值与极小值的差小于设定门限，则认为定位结果稳定。采用定位信息差分计算、统计有效定位信息百分比及进行极值统计的稳定性判断方法，相比基于方差计算的稳定性统计方法减少了计算量，减轻了接收机处理器处理负担。