一種接收機和衛(wèi)星定位及測速方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種接收機和衛(wèi)星定位和測速的方法。該接收機包括：基帶單元，用于為多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星分配資源，并對分配有資源的定位衛(wèi)星進行跟蹤捕獲，以得到各定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，所述衛(wèi)星信息包括偽距、坐標信息、速度信息和頻率信息等；計算單元，用于接收所述基帶單元傳送的所述衛(wèi)星信息，并根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息，對所述衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選，再根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算和速度解算，進而分別獲得接收機的位置信息和速度信息。本發(fā)明實施例提供的接收機和衛(wèi)星定位及測速方法能夠支持兩種及以上的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，并采用最小二乘法的計算思想，有效地提高了接收機的定位精度和測速精度。
【專利說明】一種接收機和衛(wèi)星定位及測速方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航【技術領域】，尤其涉及一種接收機和衛(wèi)星定位及測速方法。

【背景技術】
[0002]北斗(BeiDou，簡稱BD)衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其與美國的全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System,簡稱GPS)、俄羅斯的格羅納斯(Glonass)衛(wèi)星導航系統(tǒng)、歐盟的伽利略(Galileo)衛(wèi)星導航系統(tǒng)并稱為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
[0003]現(xiàn)有的接收機，只能夠支持上述一種衛(wèi)星導航系統(tǒng)，即只能根據(jù)接收到的同一衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號進行定位，尚未實現(xiàn)能夠支持兩種或兩種以上的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的接收機。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種接收機和衛(wèi)星定位及測速方法，以使接收機能夠支持兩種或兩種以上的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，并使用最小二乘法的算法思想，提高接收機的定位精度及測速精度。
[0005]本發(fā)明提供一種接收機，用于包含多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航應用中，該接收機包括:
[0006]基帶單元，用于為所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星分配資源，并對分配有資源的定位衛(wèi)星進行跟蹤捕獲，以得到各定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，其中，所述衛(wèi)星信息包括偽距、坐標/[目息、速度/[目息和頻率/[目息的；
[0007]計算單元，用于接收所述基帶單元傳送的所述衛(wèi)星信息，并根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選，再根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算和速度解算，進而分別獲得接收機的位置信息和速度?目息。
[0008]本發(fā)明提供一種衛(wèi)星定位及測速方法，用于包含多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航應用中，該衛(wèi)星定位及測速方法包括:
[0009]接收衛(wèi)星導航信號，并對接收到的衛(wèi)星導航信號進行信號處理；為所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星分配資源；對分配有資源的定位衛(wèi)星進行跟蹤捕獲，以得到所述定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，其中，所述衛(wèi)星信息包括偽距、坐標信息、速度信息和頻率信息；根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選；根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算，以獲得接收機的位置信息；根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行速度解算，以獲得所述接收機的速度信息。
[0010]本發(fā)明實施例提供的接收機和衛(wèi)星定位及測速方法，通過接收多個導航系統(tǒng)中多個導航衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，并在位置解算和速度解算中采用最小二乘法的算法思想，從而提高了接收機的定位精度和測速精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一個實施例提供的衛(wèi)星定位方法的流程圖；
[0012]圖2是本發(fā)明另一個實施例提供的衛(wèi)星定位方法的流程圖；
[0013]圖3是圖2中雙模式衛(wèi)星定位方法的流程圖；
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接收機的結構示意圖；
[0015]圖5所示為跟據(jù)本發(fā)明一個實施例的包含多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航應用的結構圖；
[0016]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的計算單元的處理流程圖；
[0017]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于最小二乘法進行定位解算的流程圖；
[0018]圖8所示為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基于最小二乘法進行速度解算的流程圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]本實施例的衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括但不限于BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、Glonass衛(wèi)星導航系統(tǒng)以及Galileo衛(wèi)星導航系統(tǒng)等。每個衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括若干個衛(wèi)星。本實施例中，將接收機能夠接收到衛(wèi)星信號的衛(wèi)星稱之為定位衛(wèi)星。以BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)為例，BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)包括九顆BD衛(wèi)星，在2020年的規(guī)劃中，BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)將具有30顆可用衛(wèi)星。如果接收機能夠接收到六顆BD衛(wèi)星的BD衛(wèi)星信號，則將該六顆BD衛(wèi)星稱之為BD定位衛(wèi)星。
[0021]如圖1所示，為本發(fā)明一個實施例提供的衛(wèi)星定位方法的流程圖，該方法包括以下步驟:
[0022]步驟S10、檢測接收機接收到的衛(wèi)星信號是否來自不同的η個衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其中，η為大于I的整數(shù)；
[0023]步驟S20、若接收到來自一個以上的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號，則根據(jù)各衛(wèi)星信號對應的各衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息來計算接收機的位置信息，以及接收機相對于各衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時鐘偏差對應的位移量。
[0024]其中，定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息具體可以包括該定位衛(wèi)星的偽距、坐標信息、頻率信息、多普勒、星歷、速度信息等。接收機的定位信息具體可以包括位置信息和速度信息。
[0025]如圖2所示，為本發(fā)明另一實施例提供的衛(wèi)星定位方法的流程圖，本實施例以接收到BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號和GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星信號為例進行說明，即接收機接收到了GPS衛(wèi)星信號和BD衛(wèi)星信號。該方法包括以下步驟:
[0026]步驟S11、判斷是否接收到GPS衛(wèi)星信號，是則執(zhí)行步驟S12，否則執(zhí)行步驟S13 ；
[0027]步驟S12、判斷是否接收到BD衛(wèi)星信號，是則執(zhí)行步驟S17，否則執(zhí)行步驟S15 ；
[0028]步驟S13、判斷是否接收到BD衛(wèi)星信號，是則執(zhí)行步驟S16，否則執(zhí)行步驟S14 ；
[0029]步驟S15，利用GPS衛(wèi)星信號對接收機進行定位；
[0030]步驟S16、利用BD衛(wèi)星信號對接收機進行定位；
[0031]步驟S17、利用GPS衛(wèi)星信號和BD衛(wèi)星信號對接收機進行定位；
[0032]步驟S14、不能夠實現(xiàn)定位，繼續(xù)檢測是否接收到衛(wèi)星信號。
[0033]在上述步驟中，以先判斷是否接收到GPS衛(wèi)星信號為例進行說明。事實上，判斷是否接收到某一衛(wèi)星信號的順序不限于此，本領域技術人員可以明白:也可以先判斷接收到的信號是否是BD衛(wèi)星信號，或者先判斷是否接收到了 BD衛(wèi)星信號；還可以先判斷接收到的衛(wèi)星?目號是否是Galileo衛(wèi)星彳目號或Glonass衛(wèi)星彳目號。
[0034]由于BD衛(wèi)星信號、GPS衛(wèi)星信號和Galileo衛(wèi)星信號均基于碼分多址(CodeDivis1n Multiple Access，簡稱CDMA)技術，因此在步驟Sll、步驟S12和步驟S13中，接收機可以通過I支路普通測距碼來識別接收到的衛(wèi)星信號是BD衛(wèi)星信號還是GPS衛(wèi)星信號，也可以用I支路普通測距碼來識別Galileo衛(wèi)星信號。但是Glonass衛(wèi)星信號基于頻分多址(Frequency Divis1n Multiple Access,簡稱FDMA)技術,接收機可以通過頻率來識別是否是Glonass衛(wèi)星信號。衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以通過頻率信息來區(qū)分，衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的衛(wèi)星可以通過碼信息來區(qū)分。
[0035]具體言之，BD衛(wèi)星信號和GPS衛(wèi)星信號的數(shù)學表達式如下:
[0036]Sj = ACjDjCOS (2 π ft+ Θ J)
[0037]該表達式也適用于Galileo衛(wèi)星信號。其中A表示調制于I支路的普通測距碼幅度，C表示I支路普通測距碼，D表示I支路上的導航電文數(shù)據(jù)，f表示衛(wèi)星信號的載波頻率，t表示衛(wèi)星信號的發(fā)射時間，j表示衛(wèi)星的ID，S^_表示衛(wèi)星ID為j的衛(wèi)星發(fā)射的信號，Θ表示各衛(wèi)星信號的初始載波相位，各個衛(wèi)星的Θ值可能不同。在衛(wèi)星側，該公式中的各個參數(shù)均為已知，在接收機側，需要通過信號捕獲和跟蹤獲知這些參數(shù)。此外，各個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的f值各不相同，但由于BD衛(wèi)星信號、GPS衛(wèi)星信號和Galileo衛(wèi)星信號均基于CDMA技術，該三種系統(tǒng)內的同一信號段的發(fā)射頻率是一樣的；而Glonass衛(wèi)星信號是基于FDMA技術，因此Glonass衛(wèi)星導航系統(tǒng)內的各衛(wèi)星是通過不同的發(fā)射頻率來區(qū)分的。
[0038]每一顆BD衛(wèi)星、GPS衛(wèi)星和Galileo衛(wèi)星都具有唯一的偽隨機數(shù)(pseudo-randomnumber,簡稱PRN)產(chǎn)生規(guī)則，因此可以通過偽隨機數(shù)序列(公式Sj = ACjDjcos (2 π ft+ Θ J)中的C)來識別具體是哪一種衛(wèi)星信號。對接收機而言，可以通過重建衛(wèi)星的偽隨機數(shù)序列來搜索和識別當前可用的衛(wèi)星信號。該重建過程具體為如下:偽隨機數(shù)序列的產(chǎn)生規(guī)則方法均通過各衛(wèi)星導航系統(tǒng)的界面控制文件(Interface Control Document,簡稱1))公布，因此，接收機需要搜索衛(wèi)星可能的接收頻率和偽隨機數(shù)信息，在接收到一顆衛(wèi)星的衛(wèi)星信號后，可以得到I支路上的導航電文數(shù)據(jù)D和載波相位Θ，并且基帶通道會產(chǎn)生和該顆衛(wèi)星一致的偽隨機數(shù)序列，并嘗試對該衛(wèi)星進行捕獲和跟蹤，如果捕獲跟蹤成功，則說明當前的輸入信號中存在這顆衛(wèi)星信號。此外，只有當本地重建的PRN與輸入信號的PRN —致時，CDMA出現(xiàn)相關峰，因此，可以通過設置相應的捕獲門限來檢測CDMA的相關峰，以判斷是否捕獲成功。
[0039]衛(wèi)星一般會廣播兩種測距碼，分別加載在衛(wèi)星信號的I支路和Q支路上。以BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)為例，其中I支路為民用普通測距碼；0支路為專業(yè)領域(如軍用)精密測距碼，需要得到授權，接收機才能接收。
[0040]對于步驟S15和步驟S16，即只接收到一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星信號時，例如只接收到了 BD衛(wèi)星信號，接收機通過下述公式(1-1)至(1-m)來確定其位置信息和接收機相對于BD衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時鐘偏差對應的位移量。

【權利要求】
1.一種接收機，用于包含多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航應用中，其特征在于，所述接收機至少包括: 基帶單元，用于為所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星分配資源，并對分配有資源的定位衛(wèi)星進行跟蹤捕獲，以得到所述定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，其中，所述衛(wèi)星信息至少包括偽距、坐標/[目息、速度/[目息和頻率/[目息； 計算單元，用于接收所述基帶單元傳送的所述衛(wèi)星信息，并根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選，再根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算和速度解算，進而分別獲得接收機的位置信息和速度信肩、O
2.根據(jù)權利要求1所述的接收機，其特征在于，所述接收機還包括: 天線，用于接收來自所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中多個衛(wèi)星的衛(wèi)星導航信號； 射頻信號處理單元，用于處理所述衛(wèi)星導航信號，進而得到所述基帶單元可以處理的中頻信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的接收機，其特征在于，所述計算單元對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類是根據(jù)所接收到的所述衛(wèi)星信號的I支路普通測距碼判斷該衛(wèi)星信號是否來自北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)或者伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)，以及 根據(jù)所接收到的所述衛(wèi)星信號的頻率判斷該衛(wèi)星信號是否來自格羅納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的接收機，其特征在于，所述計算單元根據(jù)所獲得的所述衛(wèi)星信息對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行篩選，以使得跟蹤質量較差的定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息將不用于計算所述接收機的位置信息。
5.根據(jù)權利要求1所述的接收機，其特征在于，所述計算單元在進行定位解算時，基于最小二乘法，有如下的觀測方程:
Z = HX+v 其中，X是狀態(tài)向量，Z是觀測向量，H是觀測矩陣，V是觀測向量中的噪聲向量； 根據(jù)所述觀測方程計算出所述狀態(tài)向量X，以得到所述接收機的位置信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的接收機，其特征在于，所述狀態(tài)向量X和所述觀測向量Z分別為:
其中，Abui表示與所述接收機相對于所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時鐘偏差對應的位移量與起始值的偏差，Λ P ,j是第i個導航系統(tǒng)中第j顆定位衛(wèi)星到接收機的測量偽距與估計偽距的偏差，M表示參與定位解算的導航系統(tǒng)的個數(shù)，Ni表示第i個導航系統(tǒng)中參與定位解算的衛(wèi)星的個數(shù)，(Δχ, Ayu, Azu)為所述接收機位置信息相對于起始值的偏差。
7.根據(jù)權利要求6所述的接收機，其特征在于，所述觀測矩陣H為((NJN2+-+Nm) X (3+Μ))的矩陣:
其中，R為V的協(xié)方差矩陣，反映每個觀測值的噪聲。 其中，?ixj = (K - X")/? , aiyi = (y? — Jid/h , ?iZj = (z? - yy)/?"，表示第 i 個導航系統(tǒng)中的第j顆衛(wèi)星的相關參數(shù)，其中A，％，氧!分別為接收機位置在ECEF坐標下X，1，z方向的起始值，Pij為第i個導航系統(tǒng)中第j顆定位衛(wèi)星到接收機的估計距離。
8.根據(jù)權利要求5所述的接收機，其特征在于，所述計算單元根據(jù)如下的最小二乘法的估算公式求解所述定位解算的觀測方程: X = (H1H)-1HiZ O
9.根據(jù)權利要求5所述的接收機，其特征在于，所述計算單元根據(jù)如下的加權最小二乘法的估算公式求解所述定位解算的觀測方程:.tnr?^j-t
X= (HTR—1H^T1HtIT1Z 其中，R為V的協(xié)方差矩陣，反映每個觀測值的噪聲。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的接收機，其特征在于，所述計算單元判斷所述狀態(tài)向量的估算值_X是否收斂于允許的范圍內；若是，則結束定位解算，并由所述估算值求解出所述接收機的所述位置信息；若不是，則將狀態(tài)向量更新為所述估算值_竟，并繼續(xù)進行對所述狀態(tài)向量的估算。
11.根據(jù)權利要求1所述的接收機，其特征在于，所述計算單元在進行速度解算時，有如下的觀測方程
d = Hg 其中，d是觀測向量、g是狀態(tài)向量及H是觀測矩陣； 根據(jù)所述觀測方程計算出所述狀態(tài)向量g，以得到所述接收機的速度信息。
12.根據(jù)權利要求11所述的接收機，其特征在于，所述觀測向量d所述狀態(tài)向量g及所述觀測矩陣H分別為:
其中，
表示所述接收機對第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的第j定位衛(wèi)星的接收頻率，fTiJ表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星的發(fā)射頻率； C表不光速； (viJ x, Vij y, Vij z)分別表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星在定位時刻的速度信息； (JCi,，丨為所述接收機的速度?目息； t為所述接收機的本地時鐘變化率；以及
U (aiJ x, aiJ y, aiJ z)分別表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星相對于所述接收機的方向向量，并且 a?！獂 = (Xij-Xu)/r> aiJ y = (Yij-Yu)/r> Bij z = (Zij-Zu)/r,其中:r為所述接收機相對于所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星的距離， (Xij, Yij, Zij)為所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星在定位時刻的位置信息，以及 (xu, yu, zu)為所述接收機在定位時刻的位置信息。
13.—種衛(wèi)星定位及測速方法，用于包含多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航應用中，其特征在于，所述衛(wèi)星定位以及測速方法至少包括以下步驟: 接收衛(wèi)星導航信號，并對接收到的衛(wèi)星導航信號進行信號處理； 為所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星分配資源； 對分配有資源的定位衛(wèi)星進行跟蹤捕獲，以得到所述定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息，其中，所述衛(wèi)星信息至少包括偽距、坐標信息、速度信息和頻率信息； 根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選; 根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算，以獲得接收機的位置信息； 根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行速度解算，以獲得所述接收機的速度?目息。
14.根據(jù)權利要求13所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述根據(jù)所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類和篩選的步驟進一步包括: 根據(jù)所述衛(wèi)星信息，按照不同的衛(wèi)星導航系統(tǒng)對所述定位衛(wèi)星進行分類；根據(jù)所述衛(wèi)星信息，對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的所述定位衛(wèi)星進行篩選，以使得跟蹤質量較差的定位衛(wèi)星的衛(wèi)星信息將不用于計算所述接收機的所述位置信息。
15.根據(jù)權利要求13所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述根據(jù)所述衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行定位解算，以獲得接收機的位置信息的步驟進一步包括: 確定如下的觀測方程:
Z = HX+v 其中，X是狀態(tài)向量，Z是觀測向量，H是觀測矩陣，V是觀測向量中的噪聲向量； 根據(jù)所述觀測方程計算出所述狀態(tài)向量X，以得到所述接收機的位置信息。
16.根據(jù)權利要求15所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述狀態(tài)向量X和所述觀測向量Z分別為:
X= [ Axu，Ayu, Azu, Abul, Abu2,..., AbJ1
其中，Abui表示與所述接收機相對于所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時鐘偏差對應的位移量與起始值的偏差，Λ P ,j是第i個導航系統(tǒng)中第j顆定位衛(wèi)星到接收機的測量偽距與估計偽距的偏差，M表示參與定位解算的導航系統(tǒng)的個數(shù)，Ni表示第i個導航系統(tǒng)中參與定位解算的衛(wèi)星的個數(shù)，(Δχ, Ayu, Azu)為所述接收機位置信息相對于起始值的偏差，Abui表示與所述接收機相對于所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的時鐘偏差對應的位移量與起始值的偏差。
17.根據(jù)權利要求16所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述觀測矩陣H為((N^N2+-+Nm) X (3+M))的矩陣:
其中，--κ? = (% - XiJAi, aiyi = (y? — y")/%，aizj =(? — y1/f'ij，表示第 ?個導航系統(tǒng)中的第j顆衛(wèi)星的相關參數(shù)，其中Su，，Zu分別為接收機位置在ECEF坐標下X，y，z方向的起始值，Pij為第i個導航系統(tǒng)中第j顆定位衛(wèi)星到接收機的估計距離。
18.根據(jù)權利要求17所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述定位解算的觀測方程可以根據(jù)如下的最小二乘法的估算公式求解: X= (HtH)H
19.根據(jù)權利要求17所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述定位解算的觀測方程可以根據(jù)如下的加權最小二乘法的估算公式求解:

X = (HtR-1H)-1HtR-1Z 其中，R為V的協(xié)方差矩陣，反映每個觀測值的噪聲。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述衛(wèi)星定位及測速方法還包括判斷所述狀態(tài)向量的估算值又是否收斂于允許的范圍內；若是，則結束定位解算，由所述估算值.X求出所述接收機的所述位置信息；若不是，則將狀態(tài)向量更新為所述估算值X,并繼續(xù)進行對所述狀態(tài)向量的估算。
21.根據(jù)權利要求13中所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信號對所述多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的定位衛(wèi)星進行分類的步驟進一步包括: 根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信號的I支路普通測距碼判斷該衛(wèi)星信號是否來自北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)或者伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)，以及 根據(jù)接收到的所述衛(wèi)星信號的頻率判斷該衛(wèi)星信號是否來自格羅納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
22.根據(jù)權利要求13所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，根據(jù)衛(wèi)星信息以及最小二乘法，進行速度解算，以獲得所述接收機的速度信息的步驟進一步包括: 確定如下的觀測方程 d = Hg 其中，d是觀測向量、g是狀態(tài)向量及H是觀測矩陣； 根據(jù)所述觀測方程計算出所述狀態(tài)向量g，以得到所述接收機的速度信息。
23.根據(jù)權利要求22所述的衛(wèi)星定位及測速方法，其特征在于，所述觀測向量d、所述狀態(tài)向量g及所述觀測矩陣H分別為:
其中，
表示所述接收機對所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星的接收頻率，fTiJ表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星的發(fā)射頻率； C表不光速； (viJ x, Vij y, Vij z)分別表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星在定位時刻的速度信息； (Hh為所述接收機的速度信息； /M為所述接收機的本地時鐘變化率；以及 (aiJ x, aiJ y, aiJ z)分別表示所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星相對于所述接收機的方向向量，并且 a。—x = (Xij-Xu)/r> aiJ y = (Yij-Yu)/r> a1J z = (Zij-Zu)/r,其中:r為所述接收機相對于所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星的距離， (Xij, Yij, Zij)為所述第i衛(wèi)星導航系統(tǒng)的所述第j定位衛(wèi)星在定位時刻的位置信息，以及 (xu, yu, zu)為所 述接收機在定位時刻的位置信息。
【文檔編號】G01S19/33GK104181561SQ201310199019
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權日:2013年5月24日
【發(fā)明者】茍娟, 鄒景華, 張衛(wèi)華 申請人:凹凸電子（武漢）有限公司