[发明专利]基于非标称对流层误差的多星座GBAS选星方法和装置

摘要

本发明提供一种基于非标称对流层误差的多星座GBAS选星方法和装置，包括获取第一卫星子集；根据包络标称对流层下定位域误差的垂直保护级和包络非标称对流层误差的垂直保护级确定第二卫星子集中卫星的个数；根据第一卫星子集中每颗卫星的非标称对流层误差对第一卫星子集中的卫星进行排序，将前M颗卫星放入第二卫星子集，将后N‑M颗卫星放入第三卫星子集；根据第二卫星子集和第三卫星子集获取目标卫星子集，目标卫星子集为垂直保护级VPL最大的卫星子集。本发明提供的基于非标称对流层误差的多星座GBAS选星方法和装置，通过确定GBAS中一定的卫星数目，降低了GBAS中的非标称对流层误差，从而提高了定位精度。

主权项

一种基于非标称对流层误差的多星座GBAS选星方法，其特征在于，包括：获取第一卫星子集，所述第一卫星子集包括所述GBAS可见的N颗卫星，所述N为大于1的整数；根据第一参数和第二参数确定第二卫星子集中卫星的个数M，所述第一参数为包络标称对流层下定位域误差的垂直保护级，所述第二参数为包络非标称对流层误差的垂直保护级，所述M为大于等于1的整数，且所述M小于等于所述N；根据所述第一卫星子集中每颗卫星的非标称对流层误差对所述第一卫星子集中的卫星进行排序，将前M颗卫星放入所述第二卫星子集，后N‑M颗卫星放入第三卫星子集；根据所述第二卫星子集和所述第三卫星子集获取目标卫星子集，所述目标卫星子集中包含M个卫星，其中，M‑1个卫星与所述第二卫星子集中的卫星相同和1个卫星与所述第三卫星子集中的卫星相同，所述目标卫星子集为垂直保护级VPL最大的卫星子集；其中，所述根据所述第一卫星子集中每颗卫星的非标称对流层误差对所述第一卫星子集中的卫星进行排序，将前M颗卫星放入所述第二卫星子集，后N‑M颗卫星放入第三卫星子集，包括：获取所述第一卫星子集中每颗卫星的包络非标称对流层误差的膨胀Sigma值，并将所述第一卫星子集中的卫星根据所述膨胀Sigma值由小到大进行排序，将前M颗卫星放入所述第二卫星子集，后N‑M颗卫星放入第三卫星子集；所述获取所述第一卫星子集中每颗卫星的包络非标称对流层误差的膨胀Sigma值，并将所述第一卫星子集中的卫星根据所述膨胀Sigma值由小到大进行排序，将前M颗卫星放入所述第二卫星子集，后N‑M颗卫星放入第三卫星子集，包括：获取所述第一卫星子集中每颗卫星的包络非标称对流层误差μi，其中，μi＝TCnon‑trop＝TCa‑TCg，TCa为机载端的对流层延迟，TCg为地面站的对流层延迟；获取所述μi的估计值其中获取所述μi的膨胀Sigma值σnon‑nom‑trop，其中Kffmd是无故障漏检倍数，N为所述第一子集中卫星数目，θ为卫星的高度角；根据所述σnon‑nom‑trop对所述第一卫星子集中的卫星由小到大进行排序，将前M颗卫星放入所述第二卫星子集，后N‑M颗卫星放入第三卫星子集；所述根据第一参数和第二参数确定第二卫星子集中卫星的个数M，包括：获取所述第一卫星子集的VPL记为VPLnon‑total；去掉所述第一卫星子集中k颗卫星后，所述k为大于零的整数，且所述k小于所述N，再次获取所述第一卫星子集的VPL记为VPLnon，并获取所述第一卫星子集去掉的k颗卫星的VPL增量ΔVPLk，ΔVPLk＝VPLnon,k‑VPLnon‑total，其中，I为参与获取所述VPL的卫星数目，Kffmd是无故障漏检倍数，Sv，i是第i颗卫星的几何矩阵的垂直分量，σi是第i颗卫星的误差源标准差；确定使所述ΔVPLk最小时k的取值；改变所述第一卫星子集中卫星数目，从k颗开始增加j颗卫星，并获取增加j颗卫星之后的所述第一参数的降幅与所述第二参数的增幅，所述第一参数的降幅表示为ΔVPLnon,j＝VPLnon‑before,j‑VPLnon‑after,j，所述第二参数的增幅表示为ΔVPLbias,j，ΔVPLbias,j＝VPLbias‑before,j‑VPLbias‑after,j，其中，具体地，I为参与获取所述VPL的卫星数目，Sv，i是第i颗卫星的几何矩阵的垂直分量，μi是第i颗卫星的包络非标称对流层误差，j为增加的卫星数目，所述j为整数，且j＝1…(N‑k)，N为所述第一子集中卫星数目。VPLnon‑before,j和VPLbias‑before,j为增加k颗卫星之前的所述第一参数的降幅和所述第二参数的增幅，VPLnon‑after,j和VPLbias‑after,j为增加k颗卫星之后的所述第一参数的降幅和所述第二参数的增幅；确定所述第一参数降幅和所述第二参数增幅之差最小时，所述第二卫星子集中卫星的个数M，其中，M＝k+j；所述获取目标卫星子集，所述目标卫星子集中包括M‑1个所述第二卫星子集中的卫星和1个所述第三卫星子集中的卫星，包括：获取所述第二卫星子集初始的VPL值记为VPLideal1‑original，选取所述第三卫星子集中的第m颗卫星，从第二卫星子集中的最后一颗卫星开始，依次替换第二卫星子集中的第n颗卫星，其中n＝1…M，并获取替换之后的VPL，记为VPLideal1,m,n；获取替换前后的VPL变化值ΔVPLchanged,m,n，并找出使得所述ΔVPLchanged,m,n最大时的卫星，进而将该卫星与所述第三卫星子集中的第m颗卫星交换位置；若M个ΔVPLchanged,m,n都为负值，则不交换位置，其中，ΔVPLchanged,m,n＝VPLideal1‑original‑VPLideal1,m,n；将所述VPL最大时的M‑1个所述第二卫星子集中的卫星和1个所述第三卫星子集中的卫星组成所述目标卫星子集，所述目标卫星子集为包括M个卫星时垂直保护级VPL最大的卫星子集。