CN112230251A - 一种外推星历与实时星历不间断切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及卫星导航领域，具体提供一种外推星历与实时星历不间断切换方法，在用外推星历计算持续导航信号输出所需数据激励，至使用实时星历计算持续导航信号输出所需数据激励的过渡期间，基于同一参考时间的外推导航星历参数和实时导航星历参数，进行分别计算和综合数据处理，从而避免由于外推星历和实时星历的差异性，两者切换导致驱动导航信产生的数据激励发生跳变，也就避免了导航信号发生跳变，保证了导航信号的持续可用性及可靠性。

Description

一种外推星历与实时星历不间断切换方法
技术领域
本发明涉及卫星导航领域，尤其涉及一种外推星历与实时星历不间断切换方法。
背景技术
导航星历是大多数卫星导航信号产生装置的必要输入参数。对于实时性要求高、与真实卫星导航信号同步且对信号连续性要求较高的应用而言，需要实时获取真实星历，通常可以通过接收真实信号或者通过互联网获取并周期性更新；但是在卫星导航信号不可用、互联网无服务时，导航星历的周期性更新将不再可能。为了保证信号的持续有效，只能通过星历外推的方式保证星历的有效性；而一旦卫星导航信号或互联网恢复正常，则可再次获得实时星历。传统的方法如图1所示，优先选择使用实时星历，由于外推的原因，外推星历和实时星历存在差异，星历的切换将导致驱动导航信产生的数据激励发生跳变，进一步的将导致导航信号发生跳变，对使用带来不利影响，因此必须通过相应的技术手段进行解决。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种外推星历与实时星历不间断切换方法，可以在保证星历切换期间信号不间断持续有效，具体采用以下技术方案：
一种外推星历与实时星历不间断切换方法，包括以下步骤：
S1：在无法对实时星历进行周期性更新的条件下，通过对已获取实时星历进行外推，利用外推星历计算持续信号输出所需的数据激励，导航信号中播发外推星历；
S2：当恢复获取实时星历后，利用外推星历和实时星历在设定的过渡时间内同时计算生成信号所需的数据激励，对两组数据进行加权处理使用，导航信号中播发外推星历或实时星历；
S3：当过渡时间结束后，采用实时星历计算生成信号所需的数据激励，导航信号中播发实时星历。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.在无实时星历期间，采用外推星历驱动导航信号生成，保持信号连续；
2.恢复实时星历获取后，无需对导航信号产生器进行重新的复位，采用实时星历和外推星历联合处理，保证了信号不间断使用；
在过渡时间完成后，可完全采用实时星历，与真实信号保持一致。
附图说明
图1是现有技术的外推星历生成示意图；
图2为本发明实施例所提供的持续导航信号输出流程示意图；
图3为本发明实施例所提供的导航信号生成示意图；
图4为本发明实施例所提供的计算持续导航信号输出所需数据激励的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种外推星历与实时星历不间断切换方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明实施例提供的一种外推星历与实时星历不间断切换方法的实施例，图2示出了该实施例的流程图，
S1：在无法对实时星历进行周期性更新的条件下，通过对已获取实时星历进行外推，利用外推星历计算持续信号输出所需的数据激励，导航信号中播发外推星历；
在本实施例中，在S1步骤中，所述实时星历是接收真实卫星导航信号获取的当前卫星导航星历，或者通过互联网的相关数据服务器得到的当前卫星导航星历；所述外推星历为根据历史实时星历通过数学变化得到的导航星历；
在本实施例中，在S1步骤中，所述数据激励为根据导航星历和其它参数计算得到，至少包括伪距信息，进一步可包括速度信息，再进一步可包括加速度信息等。
S2：当恢复获取实时星历后，利用外推星历和实时星历在设定的过渡时间内同时计算生成信号所需的数据激励，对两组数据进行加权处理使用，导航信号中播发外推星历或实时星历。
如图3所示，进一步描述本方案工作原理，在导航信号生成前，先判断导航信号生成时刻t，当前星历是否有效，如有效，则使用当前星历直接生成导航信号；如果无实时星历或者星历失效，则采用外推星历计算仿真导航信号所需的数据，使用新的有效星历生成导航信号，当获取实时星历后，利用外推星历和实时星历在过渡期内同时计算数据激励，并进行加权处理，数据激励主要是用于生成导航信号用的数仿数据；当获取实时星历后且过渡时间结束，则直接采用实时星历计算数据激励，本发明能保证外推星历与实时星历的不间断切换问题，能让在无实时星历期间，采用外推星历驱动导航信号生成，保持信号连续；当恢复实时星历获取后，无需对导航信号产生器进行重新的复位，采用实时星历和外推星历联合处理，保证了信号不间断使用，可靠与可用性；在过渡时间完成后，可完全采用实时星历，与真实信号保持一致。因此，本发明能进一步完善再生导航信号的连续，高效问题。
如图4所示，在所述S2步骤中，过渡时间根据外推星历和实时星历计算观测数据不一致的量级确定，两者相差越大，设定的过渡时间越长，总之满足收到实时星历后，依然稳定地生成导航信号，当过渡时间结束，则平滑无缝的播发含实时星历的导航信号，信号无跳变，保证连续性。
在本发明另一实施例中，在所述S2步骤中，加权处理的一种具体实时方式为：
令
Figure 403057DEST_PATH_IMAGE001
为获取实时星历的时间，
Figure 648094DEST_PATH_IMAGE002
为过渡时间，
Figure 958989DEST_PATH_IMAGE003
为根据外推星历及其它参数计算的数据激励，
Figure 639019DEST_PATH_IMAGE004
为根据实时星历及其它参数计算的数据激励；可以表示为
Figure 887947DEST_PATH_IMAGE005
。
S3：当过渡时间结束后，采用实时星历计算生成信号所需的数据激励，导航信号中播发实时星历。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种外推星历与实时星历不间断切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在无法对实时星历进行周期性更新的条件下，通过对已获取实时星历进行外推，利用外推星历计算导航信号输出所需的数据激励，播发含外推星历的导航信号；
S2：当恢复获取实时星历后，利用外推星历和实时星历在设定的过渡时间内同时计算生成信号所需的数据，对两组数据进行加权处理，播发含外推星历或实时星历的导航信号；
S3：当过渡时间结束后，采用实时星历计算生成信号所需的数据激励，播发含实时星历的导航信号。
2.根据权利要求1所述的外推星历与实时星历不间断切换方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述实时星历是接收真实卫星导航信号获取的当前卫星导航星历，或者通过互联网的数据服务器得到的当前卫星导航星历；所述外推星历是根据历史实时星历通过数学计算得到的。
3.根据权利要求1所述的外推星历与实时星历不间断切换方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述数据激励根据导航星历和观测数据计算得到，至少包括伪距信息。
4.根据权利要求1所述的外推星历与实时星历不间断切换方法，其特征在于，在所述S2步骤中，所述过渡时间根据所述外推星历和实时星历计算观测数据不一致的量级确定，两者相差越大，设定的过渡时间越长。
5.根据权利要求1所述的外推星历与实时星历不间断切换方法，其特征在于，在所述S2步骤中，所述两组数据进行加权处理，所述加权值随时间变化。
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