一種基于強跟蹤濾波和埃爾米特插值法的接收機快速定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于強跟蹤濾波和埃爾米特插值法的接收機快速定位方法。該方法可從已知衛(wèi)星運行狀態(tài)中，插值預測衛(wèi)星位置，保證定位精度的同時極大降低了運算復雜度，并通過強跟蹤濾波器，實現接收機快速定位。具體來說，該方法首先提取導航電文中的星歷參數，根據空中接口文檔計算出衛(wèi)星位置和速度，其次選擇滑動窗時間區(qū)間，根據埃爾米特插值法，估計衛(wèi)星運行軌道位置，最后調整系統(tǒng)狀態(tài)向量和噪聲協(xié)方差矩陣，利用強跟蹤濾波進行接收機定位解算，同時，調整滑動窗時間區(qū)間，重新進行軌道預測及濾波，以實現接收機快速定位。本發(fā)明在保證定位精度的前提下，極大的降低了運算復雜度，可滿足用戶對接收機定位精確性、實時性和魯棒性的要求。
【專利說明】一種基于強跟蹤濾波和埃爾米特插值法的接收機快速定位方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收機定位解算領域，具體的說是一種基于非線性濾波和插值法的接收機快速定位方法。
【背景技術】
[0002]目前全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)主要包括美國的GPS、俄羅斯的GL0NASS、歐洲的Galileo和中國的BDS四大系統(tǒng)。GNSS在軍事和民用領域都扮演者極其重要的地位，特別是在軍事用途中，它可以提高導彈的目標命中率；在民用領域，GNSS可為海、陸、空各個層面的物體進行定位、導航，包括船舶遠洋航行和進港引水，汽車自主導航以及飛機航路引導和進場降落等。此外，各種地面車輛跟蹤和城市智能交通管理的最核心技術就是GNSS定位；它還可以為電力、郵電和通信等網絡系統(tǒng)授時和校頻，包括產生同步時間、精確授時與校頻等；大地測量、地殼運動監(jiān)測、工程測量、工程變形監(jiān)測和資源勘探等各種測量任務與GNSS密不可分。
[0003]GNSS進行接收機定位的基本原理是利用衛(wèi)星星歷參數解算出衛(wèi)星在空間坐標系中的位置，然后根據偽距測量值信息，求解以下η元非線性方程組:
【權利要求】
1.一種基于強跟蹤濾波和埃爾米特插值法的接收機快速定位方法，其特征包括以下五個步驟: 步驟A:根據星歷參數初始計算衛(wèi)星軌道位置及速度分量； 步驟B:提取滑動窗時間區(qū)間邊界處衛(wèi)星運行軌道位置和速度分量； 步驟C:利用埃爾米特插值法進行滑動窗時間區(qū)間內衛(wèi)星運行軌道位置估計； 步驟D:采用強跟蹤濾波器進行接收機定位解算； 步驟E:調整滑動窗時間區(qū)間，重復步驟B。
2.根據權利要求1所述的接收機快速定位方法，其特征在于:步驟A通過導航電文提取16個星歷參數,初始計算衛(wèi)星在WGS-84坐標系下的XYZ坐標位置和速度分量。
3.根據權利要求1所述的接收機快速定位方法，其特征在于:步驟B通過滑動窗時間區(qū)間確定插值節(jié)點的起始點和終點，并提取相應的衛(wèi)星軌道位置及速度分量，插值區(qū)間持續(xù)時間為20?100秒。
4.根據權利要求1所述的接收機快速定位方法，其特征在于:步驟C滿足插值曲線在節(jié)點處與原衛(wèi)星運行軌道曲線一致，且一階導數也相等。
5.根據權利要求1所述的接收機快速定位方法，其特征在于:步驟D中系統(tǒng)狀態(tài)向量包括位置、速度、接收機鐘差和頻漂，過程噪聲和觀測噪聲均為加性高斯白噪聲，遺忘因子取值為0.995。
6.根據權利要求1所述的接收機快速定位方法，其特征在于:步驟E中調整滑動窗時間起始點位置，滑動窗持續(xù)時間保持不變。
【文檔編號】G01S19/37GK103529461SQ201310478949
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權日:2013年10月14日
【發(fā)明者】孟凡琛, 朱柏承, 張延東, 甘哲, 張前南 申請人:北京大學