CN109946721A - 一种卫星定位中的镜像点消除方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星定位中的镜像点消除方法及系统，通过本发明所提供的方法可以将定位解算过程中得到的所有候选位置点进行真实点以及镜像点的分类集合，然后通过集合对应的方差值比较来判定出真实点集合以及镜像点集合。因此本发明通过简单的运算方法从所有候选位置点中滤除了所有镜像点，从而准确的提取出真实点，提升了定位的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及无源卫星定位技术领域，尤其涉及一种卫星定位中的镜像点消除方法及系统。
背景技术
在双星/三星/多星无源被动定位定位系统中，其建立的定位方程能形成位置轨迹，多条轨迹的交点则为定位结果。
在三星定位中，通过主星转发的卫星信号以及邻星1转发的卫星信号可以得到一条时差轨迹线，通过主星转发的卫星信号以及邻星2转发的卫星信号可以得到另一条时差轨迹线，一般来讲，两条时差轨迹线的交点就可以作为最终的定位点，但是两条时差轨迹线之间的交点会存在2个，即：位置点A以及位置点B，图1中反应了两条时差轨迹线以及交点，在图1中两条时差轨迹线之间存在两交点，其中一个为真实点，而另一个镜像点，经过连续的不同时刻的多次定位解算，将出现多个镜像点以及多个真实点，而镜像点出现将干扰真实定位结果，并影响真实定位结果的准确性。
发明内容
本发明提供了一种卫星定位中的镜像点消除方法及系统，用以解决现有技术中卫星定位计算时会计算出镜像点，而镜像点出现将干扰真实定位结果，并影响真实定位结果的准确性的问题。
其具体的技术方案如下：
一种卫星定位中的镜像点消除方法，所述方法包括：
通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点；
通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
计算所述第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；
判定第一方差值是否大于第二方差值；
若是，则将所述第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；
若否，则将所述第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
可选的，通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点，包括：
获取各个时刻的主星以及邻星转发的卫星信号；
根据主星以及邻星在各个时刻转发的卫星信号计算得到M个候选位置点。
可选的，通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，包括：
在M个候选位置点中随机选择两个位置点作为两个质心；
根据选择出的质心以及K聚类算法，将M个候选位置点划分为所述第一聚类集合以及所述第二聚类集合。
一种卫星定位中的镜像点消除系统，所述系统包括：
时频差参数估计模块，用于通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点；
聚类模块，用于通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
处理模块，用于计算所述第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；判定第一方差值是否大于第二方差值；若是，则将所述第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；若否，则将所述第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
可选的，所述时频差参数估计模块，具体用于获取各个时刻的主星以及邻星转发的卫星信号；根据主星以及邻星在各个时刻转发的卫星信号计算得到M个候选位置点。
可选的，所述聚类模块，具体用于在M个候选位置点中随机选择两个位置点作为两个质心；根据选择出的质心以及K聚类算法，将M个候选位置点划分为所述第一聚类集合以及所述第二聚类集合。
通过本发明所提供的方法可以将定位解算过程中得到的所有候选位置点进行真实点以及镜像点的分类集合，然后通过集合对应的方差值比较来判定出真实点集合以及镜像点集合。因此本发明通过简单的运算方法从所有候选位置点中滤除了所有镜像点，从而准确的提取出真实点，提升了定位的准确性。
附图说明
图1为本现有技术中定位计算的示意图；
图2为本发明实施例中一种卫星定位中的镜像点消除方法的流程图；
图3为本发明实施例中一种卫星定位中的镜像点消除系统的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。
如图2所示为本发明实施例中一种卫星定位中的镜像点消除方法的流程图，该方法包括：
S21，通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点；
在本发明实施例中，在三星或者是多星定位时，首选进行根据主星转发的卫星信号以及邻星转发的卫星信号进行时频差参数估计运算，可以得到多个位置点。在经过多次时频差参数计算之后将得到M个候选位置点，在得到的M个候选位置点中存在多个真实点以及多个镜像点。
S22，通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
由于镜像点之间相互的距离较近，而真实点之间相互的距离也较近，因此可以通过K聚类算法将镜像点进行聚类，并且将真实点进行聚类。
具体来讲，在M个候选位置点中随机选择一个质心，在M个候选位置点中计算出每个候选位置点与选择出的质心之间的距离值，并确定出最大距离值，并将该最大距离值对应的位置点作为另一个质心，在选择出两个质心之后，根据选择出的质心进行K聚类算法，可以将M个候选位置点划分为第一聚类集合以及第二聚类集合，在第一聚类集合中包含了P个位置点，在第二聚类集合中包含了S个候选位置点。其中，M＝P+S。
S23，计算第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；
在S22中得到了第一聚类集合以及第二聚类集合，由于镜像点之间的相互距离较远，而真实点之间的相互距离较近，利用该规律，对第一聚类集合以及第二聚类集合进行方差运算，得到第一聚类集合对应的第一方差值，以及第二聚类集合对应的第二方差值。该第一方差值表征了第一聚类集合中的位置点的离散程度，第二方差值表征了第二聚类集合中的位置点的离散程度。
S24，判定第一方差值是否大于第二方差值；
在得到第一聚类集合对应的第一方差值以及第二聚类集合对应的第二方差值时，通过比较第一方差值以及第二方差值的大小就可以判定第一聚类集合以及第二聚类集合中的位置点的离散程度。
若是第一方差值大于第二方差值，则执行S25，若是第二方差值大于第一方差值，则执行S26。
S25，将第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；
S26，将第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
通过上述的方法可以将定位解算过程中得到的真实点以及镜像点进行分类集合，然后通过方差值比较来判定真实点集合以及镜像点集合。因此本发明通过简单的运算方法从所有候选位置点中滤除了所有镜像点，从而准确的提取出真实点，提升了定位的准确性。
进一步，在本发明实施例中还提供了一种卫星定位中的镜像点消除系统，如图3所示为本发明实施例中一种卫星定位中的镜像点消除系统的结构示意图，该系统包括：
时频差参数估计模块301，用于通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点；
聚类模块302，用于通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
处理模块303，用于计算所述第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；判定第一方差值是否大于第二方差值；若是，则将所述第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；若否，则将所述第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
进一步，在本发明实施例中，所述时频差参数估计模块301，具体用于获取各个时刻的主星以及邻星转发的卫星信号；根据主星以及邻星在各个时刻转发的卫星信号计算得到M个候选位置点。
进一步，在本发明实施例中，所述聚类模块302，具体用于在M个候选位置点中选择出首次时频差参数估计计算得到两个位置点作为两个质心；根据选择出的质心以及K聚类算法，将M个候选位置点划分为所述第一聚类集合以及所述第二聚类集合。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种卫星定位中的镜像点消除方法，其特征在于，所述方法包括：
通过时频差参数估计以及定位解算得到M个候选位置点；
通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行两类聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
计算所述第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；
判定第一方差值是否大于第二方差值；
若是，则将所述第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；
若否，则将所述第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点，包括：
获取各个时刻的主星以及邻星转发的卫星信号；
根据主星以及邻星在各个时刻转发的卫星信号计算得到M个候选位置点。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行两类聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，包括：
在M个候选位置点中随机选择两个位置点作为两个质心；
根据选择出的质心以及K聚类算法，将M个候选位置点划分为所述第一聚类集合以及所述第二聚类集合。
4.一种卫星定位中的镜像点消除系统，其特征在于，所述系统包括：
时频差参数估计模块，用于通过时频差参数估计计算得到M个候选位置点；
聚类模块，用于通过K聚类算法对所述M个候选位置点进行两类聚类，得到第一聚类集合以及第二聚类集合，其中，所述第一聚类集合中包含P个候选位置点，第二聚类集合中包含S个候选位置点；
处理模块，用于计算所述第一聚类集合的第一方差值以及第二聚类集合的第二方差值；判定第一方差值是否大于第二方差值；若是，则将所述第一聚类集合作为镜像点集合，第二聚类集合作为真实点集合输出；若否，则将所述第二聚类集合作为镜像点集合，第一聚类集合作为真实点集合输出。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述时频差参数估计模块，具体用于获取各个时刻的主星以及邻星转发的卫星信号；根据主星以及邻星在各个时刻转发的卫星信号计算得到M个候选位置点。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述聚类模块，具体用于在M个候选位置点中随机选择两个质心；根据选择出的质心以及K聚类算法，将M个候选位置点划分为所述第一聚类集合以及所述第二聚类集合。
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