[发明专利]一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法

权利要求书

1.一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)导入包含所有可见卫星信息的多星座混合星历及观测数据，设定选星数目k和选星时间间隔T，计算每颗卫星在地心地固坐标系下的三维坐标和视线方向的方位角、高度角；

2)剔除不健康的卫星及低于截止高度角的卫星，获得剔除后的可见卫星数，如果可见卫星数小于选星数，则将所有可见卫星作为选星结果，执行步骤7)，否则执行步骤3)；

3)根据选星数目k构建选星模板；

4)如果在选星模板中高高度角区间的卫星数只有一颗，那么将该颗卫星的高度角设置为90°，如果大于1颗，那么将卫星的高度角都取为75°，然后在方位上均匀地分布在高高度角区间；在低高度角区域，所有卫星的高度角保持相等，取值范围在15°～25°，并在方位上均匀分布在该低高度角区域；计算k除以4的余数，该余数为在选星模板中中高度角区间的卫星数目，同样保证中高度角区间选星模板卫星高度角相等并均匀分布；

5)从实际卫星分布中寻找与选星模板卫星视线方向夹角最小的k颗卫星，同时在选星过程中不断地旋转选星模板，选星模板的旋转区间根据上一次选星时的最优旋转角度确定，假设上一次选星时选星模板的最优旋转角度为e，则当前的选星模板的旋转区间为[e-f,e+f]，f根据选星间隔和选星模板对称性确定,如果是第一次选星，则选星模板的旋转角度根据选星模板的对称性确定，在选星模板的旋转过程中，每将选星模板旋转一个角度就进行一次选星，同时计算对应的加权PDOP值；

6)将选星模板旋转过程中拥有最小加权PDOP值时对应的卫星组合作为选星结果，同时存储对应的选星模板旋转角度作为最优旋转角度；

7)找出选星结果中只有一颗卫星的导航卫星系统，排除该卫星，得到最终的选星结果；

8)如果步骤7)的选星结果可用或者距离下一次选星的时间间隔小于T，继续沿用步骤7)的选星结果进行定位，反之重复步骤1)～步骤7)的选星过程，获得新的选星结果作为最终的选星结果。

2.根据权利要求1所述的基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，步骤3)中，选星模板的构建方法如下：将卫星按照高度角划分为三个区间，分别为高高度角区间，中高度角区间，低高度角区间，区间范围分别为(60°～90°)，(30°～60°)，(0°～30°)，然后将高高度角区间、低高度角区间的卫星比例设置为1:3，分布在高高度角区间、中高度角区间、低高度角区间的卫星数分别为n₁，n₂，n₃。

3.根据权利要求2所述的基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，n₁＝floor(k/4)，n₃＝3·n₁，n₂＝k-n₁-n₃，其中floor()表示向下取整。

4.根据权利要求1所述的基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，其特征在于，步骤5)中，利用公式d_i＝min(d_i1,d_i2,…,d_ij,…,d_in)寻找与选星模板卫星视线方向夹角最小的实际卫星，其中，d_ij＝a_i1b_j1+a_i2b_j2+a_i3b_j3；a_i1＝cos(E_i)cos(A_i)；a_i2＝cos(E_i)sin(A_i)；a_i3＝sin(E_i)；i，j分别表示第i颗选星模板卫星和第j颗实际卫星，n表示可见卫星数；E_i，A_i分别表示选星模板卫星i的高度角和方位角，b_j1,b_j2,b_j3的表达式与a_i1,a_i2,a_i3相同。