[发明专利]一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法

摘要

本发明公开了一种基于选星模板的多卫星导航系统选星方法，该方法的基本步骤如下：导入卫星的广播星历文件及观测数据计算出观测卫星的位置及视线方向的方位角和高度角；剔除低于截止高度角的卫星后得到可见卫星数；如果可见卫星数大于选星数，则以高低高度角卫星分布成比例及在方位上对称分布为原则构建卫星几何结构接近最优的选星模板；确定选星模板旋转的步长及旋转区间；在选星模板旋转过程中寻找与模板卫星最接近的一组实际卫星并计算其加权PDOP值；将整个旋转过程中最小加权PDOP值对应的卫星组合作为选星结果；在选星结果中如果某导航系统只有一颗可见卫星，则剔除该颗卫星。本发明为多星座组合定位提供了一种效果好的选星方法。

主权项

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。