[发明专利]一种结合地形影响的卫星可见性判断方法

说明书

本发明公开了一种结合地形影响的卫星可见性判断方法，包括如下步骤：步骤1，选择观测区域，并确定测站点，利用卫星坐标和测站点的位置坐标计算卫星仰角，判断观测区域的卫星的可见性；步骤2，引入地形影响，计算地形采样点仰角，与卫星仰角对比分析，再次判断卫星可见性。采用本发明方法，考虑实验区地形遮挡后，可见卫星数量和卫星的定位精度相比于不考虑地形遮挡时有了明显下降。

技术领域

本发明涉及一种结合地形影响的卫星可见性判断方法。

背景技术

GPS定位中需要多颗卫星覆盖所在测区方能获得较好的测量结果，然而实际工作中受地形的影响往往导致卫星的可见数量降低。如山区地形的多样性和城市建筑物的影响使得卫星信号被高楼、立交桥、自然地形阻碍，导致卫星的可见数量明显降低，甚至卫星数量无法达到最低定位标准。而大多数卫星可见性分析忽略了这些因素的影响，导致卫星可见性评价结果与实际相差较大。

发明内容

发明目的：为了更准确地对GPS卫星可见性进行评估，本发明在卫星可见性分析中引入地形因素，提供了一种结合地形影响的卫星可见性判断方法，包括如下步骤：

步骤1，选择观测区域，并确定测站点，利用卫星坐标和测站点的位置坐标计算卫星仰角，判断观测区域的卫星的可见性；

步骤2，引入地形影响，计算地形采样点仰角，与卫星仰角对比分析，再次判断卫星可见性。

步骤1包括：

步骤1-1，将卫星地心空间直角坐标系的坐标归化到以测站为原点的站心坐标系中；

步骤1-2，根据站心坐标差计算卫星仰角和方位角；

步骤1-3，判断观测区域的卫星的可见性。

步骤1-1包括：

步骤1-1-1，设定P为测站点，大地经度L，大地纬度B，Q为卫星位置，X_Q、Y_Q、Z_Q为Q点在地心空间直角坐标系中的三个坐标分量，X_P、Y_P、Z_P为P点在地心空间直角坐标系中的三个坐标分量，E、N、U为卫星Q相对于站点P的站心坐标，空间直角坐标和站心坐标的转换关系如下所示：

通过转换得到地心空间直角坐标向站心坐标的计算公式：

其中：

dX＝X_Q-X_P

dY＝Y_Q-Y_P

dZ＝Z_Q-Z_P

dX、dY、dZ为P、Q两点在空间直角坐标系下三个坐标分量的差值。

步骤1-2包括：

通过公式(2)计算出以卫星的站心坐标系坐标(E_i，N_i，U_i)，用如下公式计算卫星仰角和卫星方位角：

其中Ele为卫星仰角，Azi为卫星方位角。

步骤1-3包括：设定截止高度角阈值，卫星仰角Ele高于截止高度角阈值的卫星表示为可见，否则为不可见。

步骤2包括：

步骤2-1，确定测站点，利用卫星坐标和测站点的位置坐标确定观测区域内可见的卫星，计算可见卫星的仰角和卫星方位角；