CN106873011B - 一种北斗导航的快速定位系统及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种北斗导航的快速定位系统，包括若干个接收基站，所述接收基站包括，导航电文接收模块，用于接收卫星发出的导航电文；通讯模块，用于各个接收基站间的信息通讯；导航数据分析模块，用于对导航电文进行分析，得出初步定位数据；定位数据处理模块，用于对初步定位数据和通过通讯模块接收的其它接收基站的导航信息进行处理，得到精确定位数据。本发明还公开了一种上述北斗导航的快速定位系统的定位方法。本发明能够改进现有技术的不足，提高了导航定位的速度。

Description

一种北斗导航的快速定位系统及其定位方法
技术领域
本发明涉及北斗导航技术领域，尤其是一种北斗导航的快速定位系统及其定位方法。
背景技术
北斗导航系统是我国研制的一套全球卫星定位与导航系统。其导航原理是通过至少4颗卫星的信号接收，对接收基站的位置进行计算。但是，每次接收基站从搜星开始，直至定位成功的时间较长，导致在某些需要快速定位的应用中导航系统成为了整个过程的瓶颈。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种北斗导航的快速定位系统及其定位方法，能够解决现有技术的不足，提高了导航定位的速度。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种北斗导航的快速定位系统，包括若干个接收基站，所述接收基站包括，
导航电文接收模块，用于接收卫星发出的导航电文；
通讯模块，用于各个接收基站间的信息通讯；
导航数据分析模块，用于对导航电文进行分析，得出初步定位数据；
定位数据处理模块，用于对初步定位数据和通过通讯模块接收的其它接收基站的导航信息进行处理，得到精确定位数据。
一种上述的北斗导航的快速定位系统的定位方法，包括以下步骤：
A、导航电文接收模块搜索卫星信号，接收卫星发出的导航电文；
B、导航数据分析模块对导航电文进行分析，得到初步定位数据；
C、通讯模块收集参照接收基站的精确定位数据；
D、定位数据处理模块对目标接收基站得到的初步定位数据和通过通讯模块得到的精确定位数据进行整合，得到目标接收基站的精确定位数据；
E、通讯模块将目标接收基站的精确定位数据传输至其它接收基站。
作为优选，步骤B中，对导航电文进行分析包括以下步骤，
B1、使用时钟修正参数和电离层折射参数对系统时间数据进行修正；
B2、使用修正后的系统时间数据组成时间数据序列，删除数据序列中的干扰数据；
B3、利用卫星星历与时间数据序列进行计算，得到初步定位数据。
作为优选，步骤B3中，利用卫星星历与时间数据序列计算接收基站的运动速度，然后利用接收基站的运动速度模拟出接收基站的路线轨迹，使用模拟路线轨迹与定位数据进行对比，将偏差量大于阈值的初步定位数据进行标记。
作为优选，步骤D中，对初步定位数据和精确定位数据进行整合包括以下步骤，
D1、通过历史数据建立目标接收基站与参照接收基站的相对位置关系；
D2、根据步骤B中得到的初步定位数据对参照接收基站的位置进行推算，选取推算位置与实时位置偏移量最小的三个参照接收基站和推算位置与实时位置偏移量最大的三个参照接收基站作为整合对象；
D3、使用偏移量最大的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对步骤B3中标记的初步定位数据进行修正；
D4、使用偏移量最小的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对进行修正后初步定位数据进行精确定位。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明利用不同接收基站之间的导航信息进行相互修正，使得整个导航网络中的信息利用率大大提高，降低了接收基站对于重复信息的反复收发和处理量。通过使用参照接收基站的定位信息对目标接收基站初步定位数据的修正，可以有效提高对于目标接收基站定位的精确度，并且可以降低目标接收基站对于卫星连接信号的依赖度，从而降低目标接收基站对于卫星定位信息的循环计算次数，提高了定位速度。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的结构图。
图中：1、导航电文接收模块；2、通讯模块；3、导航数据分析模块；4、定位数据处理模块。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1，本发明一个具体实施方式包括若干个接收基站，所述接收基站包括，
导航电文接收模块1，用于接收卫星发出的导航电文；
通讯模块2，用于各个接收基站间的信息通讯；
导航数据分析模块3，用于对导航电文进行分析，得出初步定位数据；
定位数据处理模块4，用于对初步定位数据和通过通讯模块2接收的其它接收基站的导航信息进行处理，得到精确定位数据。
一种上述的北斗导航的快速定位系统的定位方法，其特征在于包括以下步骤：
A、导航电文接收模块1搜索卫星信号，接收卫星发出的导航电文；
B、导航数据分析模块3对导航电文进行分析，得到初步定位数据；
C、通讯模块2收集参照接收基站的精确定位数据；
D、定位数据处理模块4对目标接收基站得到的初步定位数据和通过通讯模块2得到的精确定位数据进行整合，得到目标接收基站的精确定位数据；
E、通讯模块2将目标接收基站的精确定位数据传输至其它接收基站。
步骤B中，对导航电文进行分析包括以下步骤，
B1、使用时钟修正参数和电离层折射参数对系统时间数据进行修正；
B2、使用修正后的系统时间数据组成时间数据序列，删除数据序列中的干扰数据；
B3、利用卫星星历与时间数据序列进行计算，得到初步定位数据。
步骤B3中，利用卫星星历与时间数据序列计算接收基站的运动速度，然后利用接收基站的运动速度模拟出接收基站的路线轨迹，使用模拟路线轨迹与定位数据进行对比，将偏差量大于阈值的初步定位数据进行标记。
步骤D中，对初步定位数据和精确定位数据进行整合包括以下步骤，
D1、通过历史数据建立目标接收基站与参照接收基站的相对位置关系；
D2、根据步骤B中得到的初步定位数据对参照接收基站的位置进行推算，选取推算位置与实时位置偏移量最小的三个参照接收基站和推算位置与实时位置偏移量最大的三个参照接收基站作为整合对象；
D3、使用偏移量最大的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对步骤B3中标记的初步定位数据进行修正；
将三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系组成修正矩阵，然后将修正矩阵归一化，得归一化修正矩阵A，将标记的初步定位数据组成位置矩阵B，则修正后的位置矩阵B’为
B’＝B×A
D4、使用偏移量最小的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对进行修正后初步定位数据进行精确定位。
使用三个参照接收基站的精确定位数据中的三维数据对每个维度中与目标接收基站的相对位置关系进行线性拟合，然后得出拟合出的三个关系式之间的映射关系，利用此映射关系对修正后初步定位数的每个维度的数据进行修正，使其满足上述映射关系。
本发明可以有效减少接收基站对于卫星信号的接收和处理量，提高了定位速度。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种北斗导航的快速定位系统的定位方法，包括若干个接收基站，其特征在于：所述接收基站包括，
导航电文接收模块(1)，用于接收卫星发出的导航电文；
通讯模块(2)，用于各个接收基站间的信息通讯；
导航数据分析模块(3)，用于对导航电文进行分析，得出初步定位数据；
定位数据处理模块(4)，用于对初步定位数据和通过通讯模块(2)接收的其它接收基站的导航信息进行处理，得到精确定位数据；
包括以下步骤：
A、导航电文接收模块(1)搜索卫星信号，接收卫星发出的导航电文；
B、导航数据分析模块(3)对导航电文进行分析，得到初步定位数据；
C、通讯模块(2)收集参照接收基站的精确定位数据；
D、定位数据处理模块(4)对目标接收基站得到的初步定位数据和通过通讯模块(2)得到的精确定位数据进行整合，得到目标接收基站的精确定位数据；
E、通讯模块(2)将目标接收基站的精确定位数据传输至其它接收基站；
步骤B中，对导航电文进行分析包括以下步骤，
B1、使用时钟修正参数和电离层折射参数对系统时间数据进行修正；
B2、使用修正后的系统时间数据组成时间数据序列，删除数据序列中的干扰数据；
B3、利用卫星星历与时间数据序列进行计算，得到初步定位数据；
步骤B3中，利用卫星星历与时间数据序列计算接收基站的运动速度，然后利用接收基站的运动速度模拟出接收基站的路线轨迹，使用模拟路线轨迹与定位数据进行对比，将偏差量大于阈值的初步定位数据进行标记；
步骤D中，对初步定位数据和精确定位数据进行整合包括以下步骤，
D1、通过历史数据建立目标接收基站与参照接收基站的相对位置关系；
D2、根据步骤B中得到的初步定位数据对参照接收基站的位置进行推算，选取推算位置与实时位置偏移量最小的三个参照接收基站和推算位置与实时位置偏移量最大的三个参照接收基站作为整合对象；
D3、使用偏移量最大的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对步骤B3中标记的初步定位数据进行修正；
D4、使用偏移量最小的三个参照接收基站的精确定位数据与目标接收基站的相对位置关系对进行修正后初步定位数据进行精确定位。
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