CN103675871B - 一种基于rnss的卫星定位方法、模块及终端 - Google Patents

一种基于rnss的卫星定位方法、模块及终端 Download PDF

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Abstract

一种基于RNSS的卫星定位方法，包括步骤：获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1；根据时延值T1计算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星的运动时间T2；根据广播电文中卫星的坐标值和卫星速度值结合所述卫星运动时间，计算得到卫星精确位置坐标。该方法解决了北斗一号卫星系统在定位和授时解算的时候，利用广播电文中的卫星位置和实际卫星的位置已有较大的偏差，影响用户机得精度的问题，具有提高定位和授时精度的优点。同时，本发明还提供一种信息处理模块以及终端。

Description

一种基于RNSS的卫星定位方法、模块及终端
技术领域
本发明涉及卫星导航领域，特别涉及一种基于RNSS的卫星定位方法、处理模块及终端。
背景技术
卫星无线电导航系统，英文全称Radio Navigation Satellite System （缩写RNSS），由用户接收卫星无线电导航信号，自主完成距离测量，进行用户位置，速度及航行参数计算。“北斗一号”卫星导航系统是我国自行研制和建立的一种区域卫星导航定位通信系统，该系统采用同步轨道卫星进行导航定位，随着北斗一号定位系统的广泛应用，人们对此系统的定位导航精度也提出了更高的要求。同步卫星的位置与地球地面相对位置是不变的。而卫星本身则一直处于运动状态，所以卫星的位置坐标值是不断变化的，卫星在转发信号时刻其实它的位置已经改变，不再是包含在广播电文中的卫星的位置坐标。目前，我们通常的做法是假设在一个超帧内，总站和用户机到卫星的距离都保持不变，即使设定的卫星是静止不动的，这样在进行每次定位和授时解算的时候，但这种结算在真实的环境中就不可避免的减低了定位和授时的精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种北斗一号卫星位置的精确计算方法，解决了北斗一号卫星系统在定位和授时解算的时候，利用广播电文中的卫星位置和实际卫星的位置已有较大的偏差，影响用户机的精度问题，具有提高定位和授时精确度的优点。
一种基于RNSS的卫星定位方法，包括步骤：获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1；根据时延值T1计算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星的运动时间T2；根据广播电文中卫星的坐标值和卫星速度值结合所述卫星运动时间，计算得到卫星精确位置坐标。
所述获取一个超帧内第n子帧发送时总站从卫星的时延值T1的步骤包括：设总站发送第m超帧的首帧从总站到卫星的传播时延为Troi；设总站发送第m+1超帧的首帧从总站到卫星的传播延时为Troi2，总站发送第m+1超帧中的第n个子帧从总站到卫星的传播时延值为T1=Troi2+(Troi2-Troi)*((n-1)/1920)。
所述根据时延值T1，计算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星的运动时间T2 =T1+(n-1)x0.03125+60。
所述计算卫星精确位置坐标，包括：先通过所述卫星运动时间结合卫星运动速度获取卫星运动距离，再通过所述卫星运动的距离来对所述广播电文中卫星的坐标值进行修正。
进一步地，本发明还公开了一种应用了上述方法的北斗一代卫星导航系统信号处理芯片。
进一步地，本发明还公开了一种应用了上述处理芯片的北斗一代卫星导航系统信号处理模块。
进一步地，本发明还公开了一种应用了上述处理模块的北斗一代卫星导航系统信号处理模块的终端。
相对与现有技术，本发明提供一种北斗一号卫星位置的精确计算方法，通过推算一个超帧内第n子帧发送时，总站到卫星的时延值T1；推算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星运动的时间T2；根据广播电文中卫星的坐标值和卫星速度值结合时间T2，计算得到卫星精确位置坐标这三个步骤，解决了北斗一号卫星系统在定位和授时解算的时候，利用广播电文中的卫星位置和实际卫星的位置已有较大的偏差，影响用户机得精度的问题，具有提高定位和授时精度的优点。
附图说明
图1 是本发明的一种基于RNSS的卫星定位方法的流程图。
图2 是本发明的一种基于RNSS的卫星定位方法卫星位置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1 是本发明的的一种基于RNSS的卫星定位方法的流程图。
如图1所示，本发明通过以下技术方案来实现：一种北斗一号卫星位置的精确计算方法，它包括三个步骤：S101、获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1；S102、根据时延值T1推算出一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星运动时间T2；S103、根据广播电文中卫星的坐标值和卫星速度值结合所述卫星运动时间T2，计算得到卫星精确位置坐标。
根据电文格式文件可以看出，总站出站信号的传输在时域上以超帧、子帧的形式传输，每一超帧包括1920个子帧，子帧编号从1到1920，每一个超帧的传播时间为60秒，每一个子帧传播时间为31.25毫秒。
S101、获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1；包括以下内容：
（1）假设总站发送的是超帧的第1帧即是首帧，则总站到卫星的传播时延可以直接从广播电文中提取Troi。
（2）相邻两超帧之间，假设总站先发送的超帧为第m超帧（m>0），首帧从总站到卫星的传播延时为Troi，后发送的超帧为第m+1超帧，首帧从总站到卫星的传播延时为Troi2，则当m+1个超帧第n子帧发送，从总站到卫星的传播时延值为：T1=Troi2+(Troi2-Troi)x((n-1)/1920)。
S102、根据时延值T1推算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内的卫星运动时间T2，包括以下内容：
（1）在一个超帧内，第1帧延时为0ms，第二帧延时为31.25ms，第三帧延时31.25x2，因此得第n帧延时推算公式为：(n-1)x31.25ms;
（2）因此，在一个超帧内，卫星的运动时间为：T1+(n-1)x31.25ms= T1+(n-1)x0.03125s;
（3）由于北斗一代的特性，定位解算只能是在前一分钟有效更新星历数据后，此分钟时刻开始计算，所以卫星的运动时间也要加上一个60秒得延时：T2=T1+(n-1)x0.03125s+60s
步骤S3：根据广播电文中卫星的坐标值(X0,Y0,Z0)和卫星速度(Vx,Vy,Vz)值结合时间T2，计算得到卫星精确位置坐标，如图2所示，具体计算方法如下：
（1）卫星运动的距离为：D = (Vx,Vy,Vz) x T2
（2）卫星的精确坐标：(X,Y,Z) = (X0,Y0,Z0) + D = (X0,Y0,Z0) + (Vx,Vy,Vz) x T2。
进一步地，本发明应用了如上述方法的北斗一代卫星导航系统信号处理芯片。
进一步地，本发明应用了上述北斗一代卫星导航系统信号处理芯片的北斗一代卫星导航系统信号处理模块。
进一步地，本发明还应用了上述北斗一代卫星导航系统信号处理模块的终端。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于RNSS的卫星定位方法，其特征在于，包括步骤：获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1；根据所述时延值T1计算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星的运动时间T2；根据广播电文中卫星的坐标值和卫星速度值结合所述卫星运动时间，计算得到卫星精确位置坐标。
2.根据权利要求1所述的卫星定位方法，其特征在于，所述获取一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星的时延值T1的步骤包括:设总站发送的第m超帧的首帧从总站到卫星的传播时延为Troi;设总站发送的第m+1超帧的首帧从总站到卫星的传播延时为Troi2，总站发送的第m+1超帧中的第n个子帧从总站到卫星的传播时延值为T1=Troi2+(Troi2-Troi) * ((n-1)/1920)。
3.根据权利要求2所述的卫星定位方法，其特征在于，根据所述时延值T1，计算一个超帧内第n子帧从总站发送到卫星这段时间内卫星的运动时间T2 =T1+(n-1)×0.03125+60。
4.根据权利要求1或2或3所述的卫星定位方法，其特征在于，所述计算卫星精确位置坐标，包括:先通过所述卫星运动时间结合卫星运动速度获取卫星运动距离，再通过所述卫星运动的距离来对所述广播电文中卫星的坐标值进行修正。
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