[发明专利]一种GPS接收机双模热启动快速定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其是一种GPS接收机双模热启动快速定位方法。

背景技术

随着卫星导航技术的快速发展，用户对于GPS接收机的首次定位时间要求越来越高，特别是车载导航领域、军事领域,首次定位时间的长短与接收机的启动模式、定位算法和数据处理等息息相关。GPS接收机的启动模式有冷启动、温启动和热启动三种模式，每一种启动模式分别对应一种或多种定位算法，其中冷启动的首次定位时间最长，首次定位至少需要20秒以上的时间；热启动模式的首次定位时间最短。

国外Sirf、U-Blox公司的主流导航产品热启动首次定位时间已达到1秒以内。近年来国内对热启动也开展了研究，并取得了不错的成果，热启动的首次定位时间已达到3秒以内。

热启动算法的核心是对卫星信号发射时刻的估计，因此接收机中通常具有一个不掉电的存储器和实时时钟(RTC，Real-time clock)用于存储时间信息和计量关机时刻。对于RTC而言，虽然短时间内的计时精度稳定，但是仍存在一个计时偏差，不同型号产品的RTC的偏差是不同的，同一型号下的RTC在不同环境条件下的偏差也是不同的。4状态的热启动方法要求时间误差必须小于10ms，否则热启动算法失效，这对RTC的计时精度要求比较苛刻，并且大大降低了热启动的成功率；5状态的热启动方法计算量较大，在时间误差小于10ms时使用5状态热启动方法又会消耗更多的资源用于不必要的计算。因此单一热启动快速定位算法无法使性能发挥到最优，选择什么模式的热启动快速定位算法不是一个绝对的选择，而是需要依据具体情况而定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服现有单一方法的缺陷，提高热启动首次定位的成功率，保证定位精度的GPS接收机双模热启动快速定位方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种GPS接收机双模热启动快速定位方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)利用实时时钟RTC估计本地当前时刻、信号发射时刻，利用已存储的先验信息估算卫星位置和伪距；

(2)利用伪距和跟踪环路中读取的时间信息，重构信号发射时刻；

(3)依据双模热启动策略选择热启动定位解算模式，即当重构信号发射时刻与真实的发射时刻之间的误差小于10ms时，选用4状态模式进行热启动定位解算，得到热启动定位结果；当重构信号发射时刻与真实的发射时刻之间误差大于10ms时，选用5状态模式进行热启动定位解算，得到热启动定位结果。

所述步骤(1)具体是指：

实时时钟RTC记录上次关机到下一次开机之间的时间间隔，那么下次开机时刻估计值为T_TOR，则估计的信号发射时刻为：

所述先验信息是指星历，利用信号发射时刻和星历计算卫星位置再依据GPS接收机上次关机时的用户位置u得到估算的伪距为：

所述步骤(2)具体是指：

估计的信号传输时间T_TOF为：

其中，为伪距，C为光速；

热启动时，如果达到比特同步，则：

T_TOT＝T_TOT0+△_SatClock,etc(T_TOT0)(4)

T_startNavBit＝T_{startNavBitInit}-△_SatClock,etc(T_{startNavBitInit})(7)