[发明专利]一种应对遮挡场景的北斗导航无源定位方法

说明书

本发明公开了一种应对遮挡场景的北斗导航无源定位方法，该方法包括：实时获取跟踪通道测量量；对获取的通道n的统计数小于4颗星时，启动推估流程，否则进行正常定位解算流程；根据已知信息进行可推估卫星的关系式建立，根据接收机的状态、已知接收机和卫星的物理信息和历史统计参数，进行可推估卫星的选择并建立参数推估的关系式。该方法基于物理合理性、参数维护状态进行推估，并增加校验和收敛判决策略。有益效果包括：无需任何第三方辅助信息，在实时跟踪有效信号小于4颗星，大于等于1颗星时，能在较长时间周期内，获得较准确的无源定位结果，有效提升定位输出的有效点数比例和精度；能明显提升有效定位输出占比和整体定位性能。

技术领域

本发明涉及北斗卫星导航系统技术领域，具体涉及一种应对遮挡场景的北斗导航无源定位方法。

背景技术

北斗卫星导航系统已经成为当今世界国家综合国力及科学技术发展水平的重要标志，是国家经济基础的重要组成部分，它已经进入人们的日常生活中，与社会发展和经济建设息息相关。我国也已经投入大量的资金和人力，积极进行北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System，BDS)的研究。到2020年左右，我国将建成覆盖全球的北斗卫星导航系统，其将成为继美国GPS、俄罗斯GLONASS和欧洲Galileo之后的又一个全球全天候的卫星导航系统。

随着北斗系统在日常生活中的应用推广，解决各种复杂环境下定位有效的可靠性成为北斗应用的实际挑战之一，尤其是大面积遮挡下的应用场景，如城市峡谷、山体遮挡、高架桥下或隧道。在无第三方辅助环境下，如何更可靠地进行无源定位的持续输出，或改善无源定位的性能，是在应用推广下提出的新需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中针对遮挡的场景，尤其是大面积遮挡下，可用卫星信号被大量遮挡导致质量突然下降，可见卫星数量锐减甚至没有的情况下，在一定时间周期内，卫星信号被遮挡甚至卫星信号消失的正常无法实时定位的问题，提出一种应对遮挡场景的北斗导航无源定位方法。

本发明提出的一种应对遮挡场景的北斗导航无源定位方法，包括以下步骤：

S1、实时获取跟踪通道测量量；

S2、对获取的通道n的统计数小于4颗星时，启动推估流程，否则进行正常定位解算流程；

S3、根据已知信息进行可推估卫星的关系式建立，根据接收机的状态、已知接收机和卫星的物理信息和历史统计参数，进行可推估卫星的选择并建立参数推估的关系式；

S4、基于推估关系式，依次对可推估卫星的参数量进行推估计算，从计算当前获取信息时刻和上一次获取时刻的时间差作为输入带入各推估关系式依次更新，获取当前定位时刻下的参数推估值；其中，a)参数量中的时间推估的函数关系式为：

其中，为定位周期时间，由定位计时器给出；为卫星时间修正时间差，为地球自转引入的时间修正，为时钟频率方差；

b)参数量中的卫星电文推估的函数关系式为：

其中，为通道n在时刻k+1下的推估时间值；为基于时刻下推估的电文位置；Nav_msg_buf为电文缓存，为通道n在时刻k+1下的电文；

c)参数量中的卫星位置推估的函数关系式为：

其中，为通道n在时刻k下卫星的位置坐标，正常计算下，可由时间信息和电文参数计算获得；为通道n在时刻k+1下卫星的位置推估坐标；为通道n在时刻k下维护的卫星速度参数；对应两次定位时刻之间时间差的通道n的时间差；

d)参数量中的卫星速度推估的关系式为：