CN110879405A - 一种卫星定位中目标参考站的选择方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星定位中目标参考站选择方法及系统，通过上述的方法可以将定位解算过程中得到的目标点进行分类集合，然后通过各个目标点的坐标值计算出均值目标点，然后基于均值目标点与参考站之间距离值中最小值，确定最终的目标参考站，通过该方法可以自动的选择出距离最近的参考站，提升了参考站选择的准确性，进而提升了定位的准确性。
Description
技术领域
本发明属于卫星定位技术领域，具体涉及一种卫星定位中目标参考站的选择方法及系统。
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，而在定位过程中需要引入参考站，通过参考站来提供参考信号，目前对于参考站的选择需要使用者进行手动选择，这样不仅效率较低，并且准确性也较差。
发明内容
本发明提供了一种卫星定位中目标参考站的选择方法及系统，用以解决现有技术中使用者进行手动选择参考站，不仅效率较低，并且准确性也较差的问题。
其具体的技术方案如下：
一种卫星定位中目标参考站的选择方法，所述方法包括：
通过时频差参数估计以及定位解算得到M个候选目标点；
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个候选目标点，第二聚类集合中包含S个候选目标点；
根据所述第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据所述第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；
计算第一均值目标以及第二均值目标点与各个参考站之间距离值；
选择出与所述第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站；
选择出与所述第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
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。
一种卫星定位中目标参考站的选择系统，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，用于根据所述第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据所述第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；计算第一均值目标以及第二均值目标点与各个参考站之间距离值；选择出与所述第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站；选择出与所述第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
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。
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目标参考站选择方法的流程图；
图3为本发明实施例中一种卫星定位中目标参考站选择系统的结构示意图
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。
如图2所示为本发明实施例中一种卫星定位中目标参考站选择方法的流程图，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；
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，根据第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；
在S22中得到了第一聚类集合以及第二聚类集合，将第一聚类集合中的候选目标点计算算数平均值，将算数平均值得到的结果作为第一均值目标点；将第二聚类集合中的候选目标点计算算数平均值，并将得到结果作为第二均值目标点。
S24，计算第一均值目标点以及第二均值目标点分别与各个参考站之间的距离值；
在得到第一均值目标点以及第二均值目标点之后，系统将确定出各个参考站的坐标位置，然后根据确定出的第一均值目标点，计算出该第一均值目标点与各个参考站之间的距离值。
同理，根据第二均值目标点以及参考站的坐标位置，确定第二均值目标点与各个参考站之间的距离值。
S25，选择出与第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站，选择出与第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
在计算出第一均值目标点与各个参考站之间的距离值之后，将距离值中确定出最小值，并将最小值对应的参考站就作为第一聚类集合对应的第一目标参考站。
同理，在计算出第二均值目标点与各个参考站之间的距离值之后，将距离值中确定出最小值，并将最小值对应的参考站就作为第二聚类集合对
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，然后通过各个目标点的坐标值计算出均值目标点，然后基于均值目标点与参考站之间距离值中最小值，确定最终的目标参考站，通过该方法可以自动的选择出距离最近的参考站，提升了参考站选择的准确性，进而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目标参考站的选择系统，如图3所示为本发明实施例中一种卫星定位中目标参考站的选择系统的结构示意图，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303，用于根据所述第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据所述第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；计算第一均值目标点以及第二均值目标点分别与各个参考站之间距离值；选择出与所述第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站；选择出与所述第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
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。
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。
Claims (4)
1.一种卫星定位中目标参考站的选择方法，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个候选目标点；
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个候选目标点，第二聚类集合中包含S个候选目标点；
根据所述第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据所述第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；
计算第一均值目标点以及第二均值目标点分别与各个参考站之间距离值；
选择出与所述第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站，选择出与所述第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
2.根据权利要求1所述的一种卫星定位中目标参考站的选择方法，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。
3.一种卫星定位中目标参考站的选择系统，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，用于根据所述第一聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第一均值目标点，以及根据所述第二聚类集合中的每个候选目标点计算出平均值，得到第二均值目标点；计算第一均值目标点以及第二均值目标点分别与各个参考站之间距离值；选择出与所述第一均值目标点距离值最小的参考站作为第一目标参考站；选择出与所述第二均值目标点距离值最小的参考站作为第二目标参考站。
4.根据权利要求3所述的一种卫星定位中目标参考站的选择系统，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。
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