[发明专利]顾及卫星遮挡条件的卫星可见性分析及星历预报方法

说明书

本发明公开了顾及卫星遮挡条件的卫星可见性分析方法，步骤1，量测目标点位卫星遮挡高度角E_i；步骤2，卫星空间位置解算与坐标转换；步骤3，在地面测站R为坐标原点的站心坐标系中，求得瞬时卫星的高度角e和方位角A；然后计算对应时间及对应方位A的遮挡高度角E_i；再将该时间对应方位的卫星高度角e和遮挡高度角E_i进行比较，若e≤E_i，则说明该卫星不可见，剔除该卫星；若e＞E_i，则说明该卫星可见，保留该卫星；按此方法对卫星进行过滤，得到准确的卫星可见性结果。并依据卫星可见性分析结果进行单测站的精度因子评估，实现星历预报。本发明适于在高山峡谷地区及城市楼群效应下等观测困难地区进行GNSS观测的星历预报，解决传统星历预报结果与实际观测条件不符的情况。

技术领域

本发明属于GNSS控制网测量技术领域，具体涉及一种顾及卫星遮挡条件的卫星可见性分析方法，还涉及了一种顾及卫星遮挡条件的星历预报方法。

背景技术

GNSS控制网测量所能达到的精度影响所采集数据的准确性，其受到单位时间内所能接受到的卫星数量及卫星的分布状况，以及所接收卫星信号的时长等因素的影响。因此在进行测量方案规划时，通常需要对测区进行星历预报，通过预报星历提早知道未来一段时间内的卫星分布情况和预报精度因子(DOP值)，根据这些信息估计出工程网整网的精度情况，再对GPS测量网形和观测方案进行优化，以获取更准确的测量信息。

预报星历中，DOP值确定很重要的一步是卫星可见性的计算，现有单测站精度因子计算卫星可见性筛选一般通过设定一个固定的高度角(如10°或者15°)，以此作为卫星可见性的判断条件，但实际上由于卫星位置相对测站点的障碍物遮挡，如高山峡谷地区，城市楼群效应影响，实际可接收的卫星信号将存有非常大的差距，当截止高度角E为30°时，见到4颗及以上GPS卫星的时间占全天的90％，截止高度角E为40°时，见到4颗及以上GPS卫星的时间占全天的47％。在高山峡谷地区，经常会遇到大于30°的高度角遮挡的情况，这就导致对卫星可见性及精度因子预报的准确性存有很大误差。

现有的多星星历预报没有顾及测站遮挡条件，其DOP值估计结果存有较大偏差，因此有必要研究一种顾及卫星遮挡条件的卫星可见性分析方法，计算出准确的预报精度因子DOP值，才能获得准确的星历预报。在该基础上，才能更精准的估计出工程网整网的精度情况，获得更加优化的GNSS测量网形和观测方案。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种顾及GNSS卫星遮挡条件的卫星可见性分析方法，解决了峡谷地区或者城市楼群环境下测站点存在障碍物遮挡时，现有GNSS卫星可见性分析没有顾及没有测站遮挡条件导致分析结果存有较大偏差的问题。

本发明的另一个目的是提供一种顾及卫星遮挡条件的星历预报方法，解决了测站点存在障碍物遮挡时，现有DOP值计算没有顾及测站遮挡条件导致星历预报不准确的问题。

本发明所采用的一个技术方案是，一种顾及卫星遮挡条件的卫星可见性分析方法，包括以下步骤：

步骤1，量测目标点位卫星遮挡高度角；

在站心坐标下，首先确定目标点坐标，然后以目标点为中心自北方向开始顺时针每相隔一定角度量测一条断面，根据所量测出的断面特征点，计算出对应方向的最大遮挡角，重复量测各个方向，得到目标点各个方向对应的遮挡高度角E_i。

步骤2，卫星空间位置解算与坐标转换；

获取广播星历信息，然后计算卫星在轨道面坐标系中的位置，最后通过坐标转换，分别获得卫星在瞬时地球坐标系中的位置以及在协议地球坐标系中的位置。

步骤3，过滤障碍物遮挡卫星