[发明专利]一种基于数字罗盘协同卫星定位的方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字罗盘协同卫星定位的方法，其特征在于，包括如下步骤：

判断导航仪搜索卫星的数量，当判断导航仪搜索的卫星数量为四颗时，启动MEMS压力传感器获取基于大地坐标下的高度信息；

导航仪利用卫星广播的星历获取四颗卫星的卫星瞬时地心坐标；

基于地心坐标与大地坐标间的转换关系，以导航仪的大地坐标为求解目标，利用卫星的伪距观测量建立四颗卫星中每一颗卫星所对应的伪距观测方程；

基于数字罗盘获取基于大地坐标下的平面方位信息，将高度信息和平面方位信息进行质量比对，若平面方位信息优于高度信息，基于平面方位信息建立平面信息约束方程；

当平面方位信息优于高度信息时，基于伪距观测方程和平面信息约束方程形成导航仪当前的大地坐标求解模型，获取导航仪的大地坐标，通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标；

所述获取导航仪的大地坐标，通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标包括：基于所述大地坐标求解模型通过卡尔曼滤波得出导航定位在大地坐标系下的PVT解，并通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标；通过残差及中误差进行定位质量分析，在定位质量分析合格之后输出定位结果。

2.如权利要求1所述的基于数字罗盘协同卫星定位的方法，其特征在于，所述方法还包括：

判断导航仪搜索卫星的数量，当判断导航仪搜索的卫星数量为四颗时，启动数字罗盘获取基于大地坐标下的平面方位信息。

3.如权利要求1所述的基于数字罗盘协同卫星定位的方法，其特征在于，所述基于数字罗盘获取基于大地坐标下的平面方位信息还包括：

对所述平面方位信息进行质量分析，判断所述质量分析是否达标，若所述质量分析不达标，则继续获取平面方位信息或者停止基于所述平面方位信息建立平面信息约束方程；在判断所述质量分析达标以后，基于所述平面方位信息建立平面信息约束方程。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于数字罗盘协同卫星定位的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若高度信息优于平面方位信息，则基于高度信息建立高程信息约束方程，基于伪距观测方程和高程信息约束方程形成导航仪当前的大地坐标求解模型，获取导航仪的大地坐标，并通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标；

或者在平面方位信息进行质量分析不达标之后，基于高度信息建立高程信息约束方程，基于伪距观测方程和高程信息约束方程形成导航仪当前的大地坐标求解模型，获取导航仪的大地坐标，并通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标。

5.一种基于数字罗盘协同卫星定位的系统，其特征在于，包括：

星历模块，用于获取四颗卫星的卫星瞬时地心坐标；

伪距观测模块，用于基于地心坐标和大地坐标间的转换关系，以导航仪大地坐标为求解目标，利用卫星的伪距观测量建立四颗卫星中每一颗卫星所对应的伪距观测方程；

数字罗盘模块，用于基于数字罗盘获取基于大地坐标下的平面方位信息；

平面信息约束模块，用于将高度信息和平面方位信息进行质量比对，若平面方位信息优于高度信息，基于平面方位信息建立平面信息约束方程；

定位求解模块，用于当平面方位信息优于高度信息时基于伪距观测方程和平面信息约束方程形成导航仪当前的大地坐标求解模型，获取导航仪的大地坐标，并通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪的地心坐标；

卫星数量判断模块，用于判断导航仪搜索卫星的数量；

触发模块，用于在卫星数量判断模块判断导航仪搜索的卫星数量为四颗时，触发数字罗盘获取基于大地坐标下的平面方位信息；

所述定位求解模块包括：

卡尔曼滤波单元，用于基于所述大地坐标求解模型通过卡尔曼滤波求解；

PVT解单元，基于卡尔曼滤波求解得出导航定位在大地坐标系下的PVT解，并通过地心坐标和大地坐标间的转换关系获得导航仪地心坐标系下的PVT解；

定位质量分析，用于通过残差及中误差进行定位质量分析；

定位输出单元，用于在定位质量分析合格之后输出定位结果。

6.如权利要求5所述的基于数字罗盘协同卫星定位的系统，其特征在于，所述系统还包括：

平面信息质量分析模块，用于对所述平面方位信息进行质量分析，判断所述质量分析是否达标，若所述质量分析不达标，则继续获取平面方位信息或者停止基于所述平面方位信息建立平面信息约束方程；在判断所述质量分析达标以后，基于所述平面方位信息建立平面信息约束方程。