專利名稱：對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航系統(tǒng)，尤其涉及一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法和裝置。

背景技術：
目前存在5種衛(wèi)星導航系統(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)成為未來的技術發(fā)展趨勢。國內外的衛(wèi)星接收機廠商已經(jīng)或正在準備研制基于多系統(tǒng)融合的衛(wèi)星導航芯片，以便實現(xiàn)衛(wèi)星接收機的小型化、低成本和低功耗。
因此，在衛(wèi)星接收機的微處理器上快速處理多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù)是十分重要的。


發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供了一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法和裝置，以實現(xiàn)對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行快速處理。
一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，包括 衛(wèi)星接收機讀取各個衛(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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置。
一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置，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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置。
由上述本發(fā)明的實施例提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例通過對觀測向量矩陣進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行求逆運算，從而實現(xiàn)了衛(wèi)星接收機中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機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，對于本領域普通技術人員來講，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)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進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)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置的具體結構圖。

具體實施例方式 為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結合附圖做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構成對本發(fā)明實施例的限定。
本發(fā)明實施例提供的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進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)進行解調。
當衛(wèi)星接收機接收到衛(wèi)星導航定位系統(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)進行解調。
當所述電文信息的設定數(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定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)進行解調，將解調后得到的星歷數(shù)據(jù)進行保存。比如，對于GPS衛(wèi)星或BD2的MEO/IGSO衛(wèi)星而言，當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)解調并保存的星歷數(shù)據(jù)齡期相等，如果不相等，就解調上述緩存的十個子幀的電文信息中的星歷數(shù)據(jù)，將解調出來的星歷數(shù)據(jù)保存在存儲器中。
當所述電文信息的設定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)的時間與已經(jīng)解調并保存的歷書數(shù)據(jù)的時間之間的間隔大于設定的數(shù)值時，則對所述電文信息的設定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)進行解調，將解調后得到的星歷數(shù)據(jù)進行保存。比如，對于GPS或BD2的衛(wèi)星而言，當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)設置了更新周期，從而減少了頻繁解調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)星的運動模型，采用星歷內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)的當前時間初始化時鐘模型信息。然后，衛(wèi)星接收機的微處理器按照預定的時間間隔(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)星接收機判斷讀取的衛(wèi)星的電文信息是否滿足預先設定的判決條件，如果是，則采用星歷內插算法基于衛(wèi)星的運動模型計算出衛(wèi)星的位置和速度信息。
上述星歷內插算法的主要過程如下 首先，設置各個衛(wèi)星(比如GPS或BD2衛(wèi)星)的運動模型。以GPS衛(wèi)星為例，建立的運動模型主要包括如下的幾種參數(shù) 當前時間Tcurrent，參考點時間TRef，內插步長為Step_len，常數(shù)陣T[4][4]，內插矩陣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。
將上述內插矩陣和對應的星歷數(shù)據(jù)齡期、參考點時間TRef進行關聯(lián)保存。
當衛(wèi)星接收機讀取了衛(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)不同的導航衛(wèi)星而采取不同的坐標系參數(shù)。比如，如果是GPS衛(wèi)星，則采用WGS-84坐標系參數(shù)，如果是BD-2系統(tǒng)，則采用CGS-2000坐標系參數(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)星接收機的位置和速度信息。
當衛(wèi)星接收機的定位周期到達時，衛(wèi)星接收機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)為相應的發(fā)射時間，tu(t)是通過用戶接收機測得的信號到達時間，則偽距ρ可由上述測得的信號到達表示為ρ＝c[tu(t)-ts(t-τ)]，c為光速。
然后，對偽距進行平滑和多普勒觀測值的形成，再對偽距進行各項誤差修正，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)星接收機的定位周期條件的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)進行排除，同時根據(jù)偽距的碼時間對RTC的當前時間進行精細的調整。
將各導航系統(tǒng)的衛(wèi)星位置和測量時間統(tǒng)一到參考的坐標系與時間系統(tǒng)中。對觀測量矩陣Zk中的觀測向量進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濾波的擴展，通過對觀測量矩陣Zk中的觀測向量進行序列處理，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)星接收機的位置； δtu為衛(wèi)星接收機的鐘差； 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對角陣，即 公式3 rki為mi×mi陣，表示某單一導航系統(tǒng)中所有衛(wèi)星的測量噪聲方差陣； m表示接收機觀測到的單一導航系統(tǒng)中衛(wèi)星的個數(shù)； l表示導航系統(tǒng)總數(shù)； hki第i個導航系統(tǒng)中的系數(shù)陣； 設rki為mi×mi陣；當l＝m時，rki均為標量，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在測量更新中進行，濾波公式為 當時，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％。由于各個導航系統(tǒng)的觀測向量之間的測量誤差方差陣R為嚴格對角陣，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)闃肆坑嬎?，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)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置，該裝置的具體結構如圖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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置和速度。
所述裝置還可以包括 電文解調模塊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)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調； 判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調； 將解調后的星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)進行保存。
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)所述電文信息和預先設置的衛(wèi)星的運動模型，采用星歷內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兼容接收機上實現(xiàn)，考慮到各種類型的組合接收機的數(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。
綜上所述，本發(fā)明實施例實現(xiàn)了衛(wèi)星接收機中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機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)星接收機中的觀測數(shù)據(jù)的處理方法速度慢、占用內存多、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)設置更新周期，從而減少了頻繁解調大量星歷數(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先設定的判決條件，如果是，則采用星歷內插算法基于衛(wèi)星的運動模型計算出衛(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)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，包括
衛(wèi)星接收機讀取各個衛(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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，所述方法還包括
衛(wèi)星接收機接收到衛(wèi)星的電文信息后，判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調；
判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調。
3.根據(jù)權利要求2所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，所述判斷所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調，包括
當所述電文信息的設定數(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定數(shù)量個子幀中的星歷數(shù)據(jù)進行解調，將解調后得到的星歷數(shù)據(jù)進行保存。
4.根據(jù)權利要求2所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，所述判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調，包括
當所述電文信息的設定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)的時間與已經(jīng)解調并保存的歷書數(shù)據(jù)的時間之間的間隔大于設定的數(shù)值時，則對所述電文信息的設定數(shù)量個子幀中的歷書數(shù)據(jù)進行解調，將解調后得到的星歷數(shù)據(jù)進行保存。
5.根據(jù)權利要求2所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，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)星接收機讀取緩存的衛(wèi)星的電文信息，根據(jù)所述電文信息和預先設置的衛(wèi)星的運動模型，采用星歷內插算法計算出所述衛(wèi)星的位置和速度信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電文信息和預先設置的衛(wèi)星的運動模型，采用星歷內插算法計算出各個衛(wèi)星的位置和速度信息，包括
預先設置衛(wèi)星的運動模型，該運動模型包括當前時間Tcurrent，參考點時間TRef，內插步長為Step_len，常數(shù)陣T[4][4]和內插矩陣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)齡期等于所述內插矩陣Interp[i][j]對應的數(shù)據(jù)齡期，并且，當前時間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)權利要求1至6任意項所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，其特征在于，所述的對所述觀測向量矩陣進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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置，包括
設觀測數(shù)據(jù)的測量噪聲方差陣E[VkVkT]為塊對角陣或對角陣，即
rki為mi×mi陣，表示某單一導航系統(tǒng)中所有衛(wèi)星的測量噪聲方差陣；
m表示接收機觀測到的單一導航系統(tǒng)中衛(wèi)星的個數(shù)，I表示導航系統(tǒng)總數(shù)，hki第i個導航系統(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)星接收機的位置。
8.一種對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置，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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置，其特征在于，所述裝置還包括
電文解調模塊，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)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的星歷數(shù)據(jù)進行解調；
判斷所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)是否滿足預先設定的條件，如果是，則對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調；否則，不對所述電文信息中的歷書數(shù)據(jù)進行解調；
將解調后的星歷數(shù)據(jù)和歷書數(shù)據(jù)進行保存。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的對衛(wèi)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的裝置，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)所述電文信息和預先設置的衛(wèi)星的運動模型，采用星歷內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)星接收機的觀測數(shù)據(jù)進行處理的方法，該方法主要包括衛(wèi)星接收機讀取各個衛(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行求逆運算，得到所述衛(wèi)星接收機的位置。利用本發(fā)明，可以實現(xiàn)衛(wèi)星接收機中的觀測數(shù)據(jù)的快速處理，以節(jié)省衛(wèi)星接收機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