專利名稱：對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，尤其涉及一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和裝置。

背景技術(shù)：
目前存在5種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，分別是中國BD1(北斗1號)、中國BD2(北大號)、俄羅斯GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATEL LITESYSTE，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))、美國GPS(Global Position System，全球定位系統(tǒng))、歐洲GALILEO(伽利略)，從安全性、可靠性、可用性等方面考慮，多系統(tǒng)融合已經(jīng)成為未來的技術(shù)發(fā)展趨勢。國內(nèi)外的衛(wèi)星接收機(jī)廠商已經(jīng)或正在準(zhǔn)備研制基于多系統(tǒng)融合的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片，以便實現(xiàn)衛(wèi)星接收機(jī)的小型化、低成本和低功耗。
因此，在衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器上快速處理多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)是十分重要的。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法和裝置，以實現(xiàn)對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理。
一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，包括 衛(wèi)星接收機(jī)讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣； 對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。
一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置，包括 觀測向量矩陣獲取模塊，用于讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣； 觀測向量矩陣計算模塊，用于對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。
由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例通過對觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，從而實現(xiàn)了衛(wèi)星接收機(jī)中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器的計算時間和存取空間。



為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置的具體結(jié)構(gòu)圖。

具體實施例方式 為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。
本發(fā)明實施例提供的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法的流程圖如圖1所示，包括如下處理步驟 步驟11、衛(wèi)星接收機(jī)通過判斷接收到的衛(wèi)星的電文信息中的星歷與歷書數(shù)據(jù)的更新參數(shù)是否滿足預(yù)定的條件，來對電文信息中的星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。
當(dāng)衛(wèi)星接收機(jī)接收到衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中各個衛(wèi)星發(fā)送的電文信息和觀測數(shù)據(jù)時，將該新的電文信息按照300比特組成一幀數(shù)據(jù)放入電文信息緩沖區(qū)中，將觀測數(shù)據(jù)放入觀測數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。
然后，充分利用電文信息中的星歷和歷書數(shù)據(jù)存在固定更新時間的特點，通過判斷緩存的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)、歷書數(shù)據(jù)的更新參數(shù)是否滿足預(yù)定的條件，來決定是否對上述緩存的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)、歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。
當(dāng)所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期與已經(jīng)解調(diào)并保存的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期相等時，則對所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后得到的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。比如，對于GPS衛(wèi)星或BD2的MEO/IGSO衛(wèi)星而言，當(dāng)電文信息中前三個子幀接收到并緩存后，就判斷上述緩存的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期是否與已經(jīng)解調(diào)并保存的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期相等，如果不相等，就解調(diào)上述緩存的三個子幀的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)，將解調(diào)出來的星歷數(shù)據(jù)保存在存儲器(比如閃存FLASH)中。
又比如，對于BD2的GEO衛(wèi)星而言，當(dāng)電文信息中前十個子幀接收到并緩存后，就判斷上述緩存的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期，是否與已經(jīng)解調(diào)并保存的星歷數(shù)據(jù)齡期相等，如果不相等，就解調(diào)上述緩存的十個子幀的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)，將解調(diào)出來的星歷數(shù)據(jù)保存在存儲器中。
當(dāng)所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)的時間與已經(jīng)解調(diào)并保存的歷書數(shù)據(jù)的時間之間的間隔大于設(shè)定的數(shù)值時，則對所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后得到的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。比如，對于GPS或BD2的衛(wèi)星而言，當(dāng)電文信息中前十個子幀接收到并緩存后，就判斷上述緩存的電文信息中的歷書數(shù)據(jù)的時間，與已經(jīng)解調(diào)并保存的歷書數(shù)據(jù)的時間之間的間隔是否大于7天，如果是，就解調(diào)上述緩存的十個子幀的電文信息中的歷書數(shù)據(jù)，將解調(diào)出來的歷書數(shù)據(jù)保存在存儲器中。
上述處理過程給星歷或歷書數(shù)據(jù)設(shè)置了更新周期，從而減少了頻繁解調(diào)大量星歷和歷書等電文信息所耗的時間。
步驟12、衛(wèi)星接收機(jī)讀取存儲的各個衛(wèi)星的電文信息，根據(jù)電文信息和衛(wèi)星的運(yùn)動模型，采用星歷內(nèi)插算法計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息。
衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器啟動時，需要從存儲器中讀取各個衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)、歷書數(shù)據(jù)、電離層修正參數(shù)等電文信息，并且讀取RTC(Real-timeCommunication，實時通信)的當(dāng)前時間初始化時鐘模型信息。然后，衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器按照預(yù)定的時間間隔(一般為2秒)，從存儲器中讀取各個衛(wèi)星的電文信息。
然后，衛(wèi)星接收機(jī)判斷讀取的衛(wèi)星的電文信息是否滿足預(yù)先設(shè)定的判決條件，如果是，則采用星歷內(nèi)插算法基于衛(wèi)星的運(yùn)動模型計算出衛(wèi)星的位置和速度信息。
上述星歷內(nèi)插算法的主要過程如下 首先，設(shè)置各個衛(wèi)星(比如GPS或BD2衛(wèi)星)的運(yùn)動模型。以GPS衛(wèi)星為例，建立的運(yùn)動模型主要包括如下的幾種參數(shù) 當(dāng)前時間Tcurrent，參考點時間TRef，內(nèi)插步長為Step_len，常數(shù)陣T[4][4]，內(nèi)插矩陣Interp[4][4]。
上述T[4][4]表示常數(shù)陣，其中，T
＝1.0；T
[1]＝T
[2]＝T
[3]＝0.0；T[1][1]＝3.0；T[1][2]＝-1.5；T[2]
＝1.0；T[2][1]＝-2.5；T[2][2]＝2.0；T[2][3]＝-0.5；T[3][1]＝0.6；T[3][2]＝-0.6；T[1]
＝-11.0/6.0；T[1][3]＝1/3；T[3]
＝1/3；。
上述內(nèi)插矩陣Interp[i][j]的計算方法如下 公式1 上述公式1中的pos(k)(j)為ti＝TRef+i*Step_len(i＝0，1，2，3)時刻計算出來的衛(wèi)星位置x，y，z以及Ek(衛(wèi)星的偏近角)。
計算出上述內(nèi)插矩陣后，則記錄此時的星歷數(shù)據(jù)齡期，計算出此時的參考點時間TRef， 公式2 fmod返回TCurrent/Step_len的余數(shù)，上述公式2的意思為取TCurrent的整數(shù)部分。
將上述內(nèi)插矩陣和對應(yīng)的星歷數(shù)據(jù)齡期、參考點時間TRef進(jìn)行關(guān)聯(lián)保存。
當(dāng)衛(wèi)星接收機(jī)讀取了衛(wèi)星的電文信息，需要計算衛(wèi)星的位置和速度信息時，判斷如下兩個條件是否成立 1、當(dāng)前讀取的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期等于計算內(nèi)插矩陣時的數(shù)據(jù)齡期，一般衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)齡期的有效期為4小時。
2、當(dāng)前的時間減去TRef的絕對值小于3倍的Step_len。
如果上述兩個條件成立， 按照下式計算出衛(wèi)星的位置和速度。
tk＝Tcurrent-TRef if(tk＜-604800.0/2.0)tk＝tk+6048000； else if(tk＞6048000/20)tk＝tk-6048000； tk2＝tk*tktk3＝tk2*tk； *x＝N.Interp
+N.Interp[1]
*tk+N.Interp[2]
*tk2+N.Interp[3]
*tk3； *y＝N.Interp
[1]+N.Interp[1][1]*tk+N.Interp[2][1]*tk2+N.Interp[3][1]*tk3； *z＝N.Interp
[2]+N.Interp[1][2]*tk+N.Interp[2][2]*tk2+N.Interp[3][2]*tk3； *vx＝N.Interp[1]
+2.0*N.Interp[2]
*tk+3.0*N.Interp[3]
*tk2； *vy＝N.Interp[1][1]+2.0*N.Interp[2][1]*tk+3.0*N.Interp[3][1]*tk2； *vz＝N.Interp[1][2]+2.0*N.Interp[2][2]*tk+3.0*N.Interp[3][2]*tk2； 上述計算出的衛(wèi)星的位置和速度信息需要根據(jù)不同的導(dǎo)航衛(wèi)星而采取不同的坐標(biāo)系參數(shù)。比如，如果是GPS衛(wèi)星，則采用WGS-84坐標(biāo)系參數(shù)，如果是BD-2系統(tǒng)，則采用CGS-2000坐標(biāo)系參數(shù)。
按照上述計算出的衛(wèi)星的位置信息中的高度角對衛(wèi)星進(jìn)行排序，高度角高的衛(wèi)星排在最前面，將沒有電文信息的衛(wèi)星的高度角置為零。查詢接收機(jī)各通道的狀態(tài)，如果某通道空閑，則置入沒有被賦與通道號的衛(wèi)星號，此過程每隔2秒循環(huán)一次，上一輪輪空的衛(wèi)星在下一輪中被選中，以保證所有可能捕獲的衛(wèi)星都置入到相應(yīng)的通道中。
采用上述處理過程，可以避免每隔一個比較短的時間間隔(比如2秒)，就頻繁地計算衛(wèi)星的位置和速度信息。在實際應(yīng)用中，可以將計算衛(wèi)星的位置和速度信息的時間間隔增大到3分鐘或更長。
步驟13、根據(jù)上述衛(wèi)星的位置和速度信息，以及緩存的觀測數(shù)據(jù)，采用序列處理法計算出衛(wèi)星接收機(jī)的位置和速度信息。
當(dāng)衛(wèi)星接收機(jī)的定位周期到達(dá)時，衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器從觀測數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，形成偽距。假設(shè)從某顆衛(wèi)星上發(fā)出的特定碼信號在衛(wèi)星時下的時刻t被接收，信號傳播時間為τ，ts(t-τ)為相應(yīng)的發(fā)射時間，tu(t)是通過用戶接收機(jī)測得的信號到達(dá)時間，則偽距ρ可由上述測得的信號到達(dá)表示為ρ＝c[tu(t)-ts(t-τ)]，c為光速。
然后，對偽距進(jìn)行平滑和多普勒觀測值的形成，再對偽距進(jìn)行各項誤差修正，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息得到觀測量矩陣Zk。對不滿足衛(wèi)星接收機(jī)的定位周期條件的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，同時根據(jù)偽距的碼時間對RTC的當(dāng)前時間進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整。
將各導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星位置和測量時間統(tǒng)一到參考的坐標(biāo)系與時間系統(tǒng)中。對觀測量矩陣Zk中的觀測向量進(jìn)行序列處理和粗差分析。
在現(xiàn)有的Kalman濾波中，需要對觀測量矩陣Zk計算m×m維逆陣，而逆陣的計算量與維數(shù)m3成比例，計算量較大。為了解決這個問題，本發(fā)明實施例的序列處理法是對Kalman濾波的擴(kuò)展，通過對觀測量矩陣Zk中的觀測向量進(jìn)行序列處理，將對觀測量矩陣Zk的集中處理分散為對Zk的各分量組矩陣的順序處理，使對高階矩陣的求逆變成對低階矩陣的求逆，從而有效地降低計算量。特別是當(dāng)觀測數(shù)據(jù)的觀測噪聲方差陣為對角陣時，這種分散后的求逆轉(zhuǎn)化為單純的除法，計算量的降低就更明顯了。
上述序列處理法的具體過程如下 任意時刻的偽距觀測方程為 其中ρj-偽距； xj，yj，zj為該時刻衛(wèi)星的位置； xu，yu，zu為該時刻衛(wèi)星接收機(jī)的位置； δtu為衛(wèi)星接收機(jī)的鐘差； 令ρj＝f(xu，yu， zu，δtu)，則根據(jù)用戶的概略位置

和用戶鐘差的估計值

可以計算出近似偽距 令 則將上式進(jìn)行泰勒展開并取一階線性項得到 其中 由上面幾個式子得到 令 對4顆衛(wèi)星進(jìn)行偽距測量后可以得到Kalman觀測方程，寫成矩陣形式為 Z＝HX+V 其中 該序列處理方法要求觀測數(shù)據(jù)的測量噪聲方差陣為塊對角陣或?qū)顷?，? 公式3 rki為mi×mi陣，表示某單一導(dǎo)航系統(tǒng)中所有衛(wèi)星的測量噪聲方差陣； m表示接收機(jī)觀測到的單一導(dǎo)航系統(tǒng)中衛(wèi)星的個數(shù)； l表示導(dǎo)航系統(tǒng)總數(shù)； hki第i個導(dǎo)航系統(tǒng)中的系數(shù)陣； 設(shè)rki為mi×mi陣；當(dāng)l＝m時，rki均為標(biāo)量，同樣可把觀測陣H分塊為 公式4 這時每組分量的觀測方程為 式中，hki為mi×n觀測陣。普通Kalman濾波對觀測向量Zk同時處理，一步預(yù)測估計在獲得Zk后，濾波估計為 序列處理把Zk分為Zki(i＝1，2，…，l)，一個一個按順序處理，即第一次從和Zk1計算得再用Xk1和Zk2計算得到一直到， 觀測量矩陣Zk在測量更新中進(jìn)行，濾波公式為 當(dāng)時，觀測量矩陣Zk處理終止。
根據(jù)依次計算出Zki(i＝1，2，…，l)得到觀測量矩陣Zk的求解值，根據(jù)該求解值得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置xu，yu，zu。
從上式可以明顯地看出，采用序列處理法，只需進(jìn)行l(wèi)次mi×mi維矩陣求逆。例如，觀測向量的維數(shù)m＝12，如分四次處理，即l＝4，mi＝3時，普通Kalman濾波算法的計算量為123＝1728，本發(fā)明實施例的序列處理法的計算量為4×33＝108，僅為前者的6.25％。由于各個導(dǎo)航系統(tǒng)的觀測向量之間的測量誤差方差陣R為嚴(yán)格對角陣，即 因此，每次處理一個測量分量，計算效率更高。另一方面，在計算過程中，由于矩陣相乘變?yōu)闃?biāo)量計算，去除了多維矩陣聯(lián)乘所需的臨時矩陣。
本發(fā)明實施例還提供了一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置，該裝置的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括如下步驟 觀測向量矩陣獲取模塊21，用于讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣； 觀測向量矩陣計算模塊22，用于對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置和速度。
所述裝置還可以包括 電文解調(diào)模塊23，用于接收到衛(wèi)星的電文信息后，判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)； 判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)； 將解調(diào)后的星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
衛(wèi)星的位置和速度信息計算模塊24，用于讀取緩存的衛(wèi)星的電文信息，根據(jù)所述電文信息和預(yù)先設(shè)置的衛(wèi)星的運(yùn)動模型，采用星歷內(nèi)插算法計算出所述衛(wèi)星的位置和速度信息。
上述本發(fā)明實施例所述方法和裝置已經(jīng)在GPS/BD2兼容接收機(jī)上實現(xiàn)，考慮到各種類型的組合接收機(jī)的數(shù)據(jù)處理相似性，本發(fā)明實施例同樣也適用于其它類型的組合接收機(jī)。
綜上所述，本發(fā)明實施例實現(xiàn)了衛(wèi)星接收機(jī)中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器的計算時間和存取空間，從而實現(xiàn)在一個微處理器上實現(xiàn)多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時融合處理與定位測速數(shù)據(jù)的高速率輸出。解決現(xiàn)有的衛(wèi)星接收機(jī)中的觀測數(shù)據(jù)的處理方法速度慢、占用內(nèi)存多、流片難度大等問題。
本發(fā)明實施例通過給星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)設(shè)置更新周期，從而減少了頻繁解調(diào)大量星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)等電文信息所耗的時間。
本發(fā)明實施例通過判斷讀取的衛(wèi)星的電文信息是否滿足預(yù)先設(shè)定的判決條件，如果是，則采用星歷內(nèi)插算法基于衛(wèi)星的運(yùn)動模型計算出衛(wèi)星的位置和速度信息，從而避免了頻繁地計算衛(wèi)星的位置和速度信息。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，包括
衛(wèi)星接收機(jī)讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣；
對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述方法還包括
衛(wèi)星接收機(jī)接收到衛(wèi)星的電文信息后，判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；
判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，包括
當(dāng)所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期與已經(jīng)解調(diào)并保存的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期相等時，則對所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后得到的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，包括
當(dāng)所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)的時間與已經(jīng)解調(diào)并保存的歷書數(shù)據(jù)的時間之間的間隔大于設(shè)定的數(shù)值時，則對所述電文信息的設(shè)定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后得到的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，包括
所述衛(wèi)星接收機(jī)讀取緩存的衛(wèi)星的電文信息，根據(jù)所述電文信息和預(yù)先設(shè)置的衛(wèi)星的運(yùn)動模型，采用星歷內(nèi)插算法計算出所述衛(wèi)星的位置和速度信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電文信息和預(yù)先設(shè)置的衛(wèi)星的運(yùn)動模型，采用星歷內(nèi)插算法計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，包括
預(yù)先設(shè)置衛(wèi)星的運(yùn)動模型，該運(yùn)動模型包括當(dāng)前時間Tcurrent，參考點時間TRef，內(nèi)插步長為Step_len，常數(shù)陣T[4][4]和內(nèi)插矩陣Interp[i][j]，所述常數(shù)陣T[4][4]中的T
＝1.0；T
[1]＝T
[2]＝T
[3]＝0.0；T[1][1]＝3.0；T[1][2]＝-1.5；T[2]
＝1.0；T[2][1]＝-2.5；T[2][2]＝2.0；T[2][3]＝-0.5；T[3][1]＝0.6；T[3][2]＝-0.6；T[1]
＝-11.0/6.0；T[1][3]＝1/3；T[3]
＝1/3；
所述內(nèi)插矩陣Interp[i][j]的計算方法如下
所述pos(k)(j)為根據(jù)ti＝TRef+i*Step_len(i＝0，1，2，3)時刻計算出來的衛(wèi)星位置x，y，z以及衛(wèi)星的偏近角；
所述參考點時間TRef的計算方法如下
當(dāng)所述讀取的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)的星歷數(shù)據(jù)齡期等于所述內(nèi)插矩陣Interp[i][j]對應(yīng)的數(shù)據(jù)齡期，并且，當(dāng)前時間Tcurrent減去TRef的絕對值小于3倍的Step_len時，則按照下述方法計算衛(wèi)星的位置信息＊X、＊Y和＊Z和速度信息＊VX、＊VY和＊VZ；
tk＝Tcurrent-TRef
if(tk＜-6048000/2.0)tk＝tk+6048000；
else if(tk＞604800.0/2.0)tk＝tk-604800.0；
tk2＝tk*tk tk3＝tk2*tk；
*x＝N.Interp
+N.Interp[1]
*tk+N.Interp[2]
*tk2+N.Interp[3]
*tk3；
*y＝N.Interp
[1]+N.Interp[1][1]*tk+N.Interp[2][1]*tk2+N.Interp[3][1]*tk3；
*z＝N.Interp
[2]+N.Interp[1][2]*tk+N.Interp[2][2]*tk2+N.Interp[3][2]*tk3；
*vx＝N.Interp[1]
+2.0*N.Interp[2]
*tk+3.0*N.Interp[3]
*tk2；
*vy＝N.Interp[1][1]+2.0*N.Interp[2][1]*tk+3.0*N.Interp[3][1]*tk2；
*vz＝N.Interp[1][2]+2.0*N.Interp[2][2]*tk+3.0*N.Interp[3][2]*tk2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意項所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，其特征在于，所述的對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置，包括
設(shè)觀測數(shù)據(jù)的測量噪聲方差陣E[VkVkT]為塊對角陣或?qū)顷嚕?br> rki為mi×mi陣，表示某單一導(dǎo)航系統(tǒng)中所有衛(wèi)星的測量噪聲方差陣；
m表示接收機(jī)觀測到的單一導(dǎo)航系統(tǒng)中衛(wèi)星的個數(shù)，I表示導(dǎo)航系統(tǒng)總數(shù)，hki第i個導(dǎo)航系統(tǒng)中的系數(shù)陣；
將觀測量矩陣Zk分解為Zki(i＝1，2，…，l)，對所述ZkT依次按順序處理，即第一次從
和Zk1計算得
再用Xk1和Zk2計算得到
一直計算到，
根據(jù)依次計算出Zk1(i＝1，2，…，l)得到觀測量矩陣Zk的求解值，根據(jù)該求解值得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。
8.一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，包括
觀測向量矩陣獲取模塊，用于讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣；
觀測向量矩陣計算模塊，用于對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，所述裝置還包括
電文解調(diào)模塊，用于接收到衛(wèi)星的電文信息后，判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；
判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預(yù)先設(shè)定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；
將解調(diào)后的星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的裝置，其特征在于，所述裝置還包括
衛(wèi)星的位置和速度信息計算模塊，用于讀取緩存的衛(wèi)星的電文信息，根據(jù)所述電文信息和預(yù)先設(shè)置的衛(wèi)星的運(yùn)動模型，采用星歷內(nèi)插算法計算出所述衛(wèi)星的位置和速度信息。
全文摘要
一種對衛(wèi)星接收機(jī)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的方法，該方法主要包括衛(wèi)星接收機(jī)讀取各個衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)形成偽距，根據(jù)各個衛(wèi)星的電文信息計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，根據(jù)所述偽距和各個衛(wèi)星的位置和速度信息，得到觀測向量矩陣；對所述觀測向量矩陣進(jìn)行分解得到各個觀測向量分組矩陣，利用對角陣的觀測噪聲方差陣對所述各個觀測向量分組矩陣依次進(jìn)行求逆運(yùn)算，得到所述衛(wèi)星接收機(jī)的位置。利用本發(fā)明，可以實現(xiàn)衛(wèi)星接收機(jī)中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機(jī)的微處理器的計算時間和存取空間。
文檔編號G01S19/42GK101750617SQ20101003392
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者李光成 申請人:北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司