[发明专利]卫星导航设备及其定向方法及装置

权利要求书

1.一种卫星导航设备的定向方法，其特征在于，包括：

获取相对定位精度因子最小的一组卫星作为基准星和主星；

通过信号接收设备测量基准星和主星的载波相位；

搜索基准星和主星的载波相位的整周模糊度；

根据载波相位、整周模糊度以及所述相对定位精度因子计算基线矢量；

其中，搜索基准星和主星的载波相位的整周模糊度，包括搜索若干个历元中载波相位的最优整周模糊度的步骤，然后根据载波相位、整周模糊度以及所述相对定位精度因子计算基线矢量的步骤中是利用所述最优整周模糊度来计算基线矢量；

其中，搜索若干个历元中载波相位的最优整周模糊度包括：获取预设历元数内出现次数最多的整周模糊度为第一模糊度；

获取预设历元数内出现次数第二多的整周模糊度为第二模糊度；

计算第一模糊度与第二模糊度的残差；

若所述残差大于门限值，则确认所述第一模糊度为最优模糊度。

2.根据权利要求1所述的卫星导航设备的定向方法，其特征在于，根据载波相位、整周模糊度以及所述相对定位精度因子计算基线矢量的步骤包括：

通过信号接收设备测量基准星和主星的伪距；

按照以下方式，根据载波相位和整周模糊度构建双差观测方程：

Φ₁₂＝AX₁₂+N₁₂+ε₁₂

其中，

Φ₁₂为信号接收设备1及信号接收设备2获取的载波相位，A为系数矩阵，λ为载波波长，r⁽ⁿ⁾为信号接收设备至n号卫星的单位方向矢量，ε₁₂为信号接收设备1及信号接收设备2的双差观测误差矢量，X₁₂为信号接收设备1及信号接收设备2构成的基线矢量，N₁₂为信号接收设备1及信号接收设备2测得的整周模糊度向量；

按照以下方式，根据载波相位、整周模糊度以及所述相对定位精度因子计算基线矢量X₁₂的最小二乘解：

X₁₂＝(A^TPA)^-1A^TP(Φ₁₂-N₁₂)

其中，X₁₂为基线矢量，(A^TPA)^-1为相对定位精度因子值，P为伪距。

3.根据权利要求1所述的卫星导航设备的定向方法，其特征在于，获取相对定位精度因子最小的一组卫星作为基准星和主星的步骤包括：

根据基线获取俯仰角最大的卫星作为备选星；其中备选星数量大于等于5；

计算所述备选星中任意4颗卫星的相对定位精度因子，将相对定位精度因子最小的4颗卫星设置为基准星和主星。

4.根据权利要求3所述的卫星导航设备的定向方法，其特征在于，将相对定位精度因子最小的4颗卫星设置为基准星和主星之前，包括以下步骤：

若所述相对定位精度因子大于预设阈值，等待预设时间后，重新计算所述备选星中任意4颗卫星的相对定位精度因子；

将预设时间前后，获取的相对定位精度因子最小的4颗卫星设置为基准星和主星。

5.根据权利要求4所述的卫星导航设备的定向方法，其特征在于，等待预设时间后，重新计算所述备选星中任意4颗卫星的相对定位精度因子之后，包括以下步骤：

若所述备选星在预设时间前后，计算的任意4颗卫星的相对定位精度因子均大于预设阈值，则扩大所述备选星的数量范围；

计算扩大范围后的备选星中的任意4颗卫星的相对定位精度因子；

将相对定位精度因子最小，并且小于或等于预设阈值的4颗卫星设置为基准星和主星。

6.根据权利要求2所述的卫星导航设备的定向方法，其特征在于，根据载波相位和整周模糊度构建双差观测方程之后，包括以下步骤：

获取连续测量的载波相位，进行周跳探测以及周跳修复，以确认所述载波相位是否存在周跳误差。