[发明专利]一种北斗卫星导航系统快速选星方法

摘要

本发明公开了一种北斗卫星导航系统快速选星方法，属于卫星导航技术领域。该方法从北斗卫星导航系统的所有可见卫星中选择6颗用于定位解算的卫星，利用北斗卫星导航系统的空间几何分布，分别在低仰角区、中仰角区和高仰角区内选星，同时利用四星和多于四颗卫星的GDOP优化公式，采用等价GDOP进行几何精度因子计算，在增加少量内存空间的基础上，避免了传统GDOP计算公式中的矩阵求逆运算，极大降低了接收机信息解算过程中的运算量，且满足用户对卫星定位精确性、实时性和鲁棒性的要求。该方法同时考虑了卫星空间几何分布等特殊情形，考虑各种复杂情况对选星结果的影响，能够成功实现北斗导航系统快速选星，工程应用前景广阔。

主权项

一种北斗卫星导航系统快速选星方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：提取北斗卫星导航电文，获取北斗导航卫星星历和伪距观测量；步骤S2：根据接收机当前位置计算北斗卫星导航系统中所有可见卫星的仰角和方位角；步骤S3：将可见卫星划分为高仰角区、中仰角区和低仰角区；步骤S4：北斗卫星导航系统下选择6颗卫星参与接收机定位解算；步骤S5：高仰角区选择第一颗卫星，低仰角区选择第二颗卫星，中仰角区选择第三颗卫星；第四颗卫星采用如下GDOP计算多项式从剩余可见卫星中进行遍历；GDOP=20+b+ca+b+c]]>        (1)其中，Eij=ei1ej1+ei2ej2+ei3ej3+1,1≤i≤j≤4, ei1, ei2, ei3, ej1, ej2, ej3是观测矩阵G中的方向余弦向量，且满足：ei12+ei22+ei32=1]]>，且a,b,c分别定义如下：a=E12E34+E13E24−E14E232−4E12E34E13E24]]>        (2)b=16−4E122+E132+E142+E232+E242+E342]]>        (3)c=2E12E13E23+E14E24+E34E13E14+E23E24]]>        (4)步骤S6：采用如下神经网络GDOP计算多项式选择北斗卫星导航系统中的第五颗和第六颗卫星：GDOP=Am13−Bm1m2+m3Cm4]]>        (5)其中，A=0.6，B=‑1.2，C=3，系数A、B、C是采用离散型Hopfield神经网络算法拟合递推而来，且m1、m2、m3、m4满足如下方程式：M=GTG (6)m1=trace(M)         (7)m2=trace(M2)        (8)m3=trace(M3)         (9)m4=det(M)          (10)其中，G代表观测矩阵，GT代表观测矩阵的转置矩阵，trace()代表矩阵求迹运算，det()代表矩阵行列式运算；步骤S7：针对接收机异常情况进行特殊处理。