CN115308779B - 星历预报方法和星历预报装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种星历预报方法和星历预报装置,有利于提高星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。该方法包括:根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,轨道状态参数包括位置和/或速度;将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值;将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个;根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
Description
技术领域
本申请涉及卫星定位领域,尤其涉及一种星历预报方法和星历预报装置。
背景技术
伴随着手机、手环等智能终端的兴起,基于位置的服务(location basedservice,LBS)正在获得越来越多的关注,而作为位置服务的一个重要组成部分,全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)发挥着无可替代的作用。
当终端设备使用GNSS发起定位请求时,需要从导航信号中解调出星历数据完成定位,在网络信号质量良好的情况下,首次定位时间(time to first fix,TTFF)不低于30秒,若网络信号不佳,TTFF时间更长,影响用户体验。为了减小TTFF,提升用户体验,专业人士提出了辅助全球卫星导航系统(assisted global navigation satellite system,AGNSS)技术,其中,星历扩展(extended ephemeris)是AGNSS的一种常见技术。星历扩展技术包括服务器生成星历扩展(sever generated extended ephemeris,SGEE)技术和客户端生成星历扩展(client generated extended ephemeris,CGEE)技术。终端设备使用SGEE技术进行定位时,可以通过服务器基于历史星历数据计算生成的星历预报完成定位。终端设备使用CGEE技术进行定位时,可以通过终端设备自身基于历史星历数据计算生成的星历预报完成定位。
SGEE技术和CGEE技术均对历史星历数据的覆盖时间有一定的要求,若覆盖时间过短,会导致由历史星历数据得到的光压参数精度较低,造成星历预报精度较低,致使终端设备的定位准确度较差,影响用户体验。
发明内容
本申请提供了一种星历预报方法和星历预报装置,有利于提高光压参数精度和星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。
第一方面,提供了一种星历预报方法,该方法包括:根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,该轨道状态参数包括位置和/或速度;将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值,该压参数模型是根据事后精密星历拟合得到的;将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,该轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个;根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
轨道状态参数可以包括:1、多个时间点的位置,即该多个时间点中每个时间点的位置;2、多个时间点的速度,即该多个时间点中每个时间点的速度。应理解,处理设备根据第一时间段内的星历数据,可以确定卫星在该第一时间段内多个时间点的位置;根据该多个时间点的位置,可以确定卫星在该第一时间段内多个时间点的速度。
可选地,轨道状态参数还可以包括:经验力参数,该经验力参数可以用于提高卫星轨道确定的精度。
上述第一时间点可以是多个时间点中的任意一个时间点,该第一时间点可以作为参考时间点,用于为星历预报作参考。
本申请实施例提供的星历预报方法,可以通过光压参数模型预测的第一时间点的光压参数预报值作为先验值,用于约束根据多个时间点的轨道状态参数拟合的光压参数拟合值,使该光压参数拟合值不仅仅依赖于星历数据,以此提高光压参数拟合值的精度,从而提高星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值之前,该方法还包括:判断第一时间段的时长是否小于或等于预设时长;将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值,包括:若第一时间段的时长小于或等于预设时长,将第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值。
在本申请中,第一时间段的时长小于预设时长,即说明该第一时间段的时间过短,星历数据较少。处理设备可以基于光压参数模型得到第一时间点的光压参数,并将该第一时间点的光压参数可以作为先验值,即作为约束条件,使处理设备根据多个时间点中每个时间点的位置、每个时间点的速度确定的光压参数拟合值更加准确,提高光压参数拟合值的精度。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,包括:将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行数值积分,得到多个时间点的轨道状态参数矩阵,轨道状态参数矩阵包括位置矩阵、速度矩阵或状态转移矩阵中的至少一个;基于轨道状态参数矩阵,构建轨道状态参数矩阵的法方程;对轨道状态参数矩阵的法方程进行求解,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值和速度拟合值,星历预报包括速度预报值和位置预报值;根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历,包括:根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定卫星在第一时间点的加速度;在速度拟合值的基础上,对加速度在预报时间段内进行积分,得到预报时间段内的速度预报值;在位置拟合值的基础上,对速度预报值在预报时间段内进行积分,得到预报时间段内的位置预报值。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,在将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值之前,方法还包括:根据卫星在第二时间段内的事后精密星历,确定卫星在第二时间段内的多个时间点的光压参数;利用傅里叶多项式对第二时间段内的多个时间点和第二时间段内的多个时间点的光压参数进行拟合,得到拟合系数;根据拟合系数,确定光压参数模型。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,光压参数模型通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为待预报时间点,y为光压参数预报值,a0、a1、b1、a2、b2为拟合系数,w为角频率。
若该处理设备为终端设备,该处理设备可以内置该光压参数模型,也可以在联网状态下,接收来自服务器的该光压参数模型。若该处理设备为服务器,该处理设备可以通过事后精密星历建立光压参数模型,也可以在联网状态下,接收来自其它服务器的光压参数模型。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,包括:将第一时间段内的多个时间点分别输入至地球定向参数EOP模型,得到多个时间点的EOP参数预报值,EOP模型是基于最小二乘LS与自回归AR模型建立的;根据历史星历数据和EOP参数预报值,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的位置;根据卫星在第一时间段内的多个时间点的位置,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的速度。
第二方面,提供了一种星历预报装置,用于执行上述第一方面中任一种可能的实现方式中的方法。具体地,该装置包括用于执行上述第一方面中任一种可能的实现方式中的方法的模块。
第三方面,提供了另一种星历预报装置,包括处理器,该处理器与存储器耦合,可用于执行存储器中的指令,以实现上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
可选地,该装置还包括存储器。
可选地,该装置还包括通信接口,处理器与通信接口耦合。
第四方面,提供了一种处理器,包括:输入电路、输出电路和处理电路。处理电路用于通过输入电路接收信号,并通过输出电路发射信号,使得处理器执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
在具体实现过程中,上述处理器可以为芯片,输入电路可以为输入管脚,输出电路可以为输出管脚,处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是由例如但不限于接收器接收并输入的,输出电路所输出的信号可以是例如但不限于输出给发射器并由发射器发射的,且输入电路和输出电路可以是同一电路,该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请实施例对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
第五方面,提供了一种处理装置,包括处理器和存储器。该处理器用于读取存储器中存储的指令,并可通过接收器接收信号,通过发射器发射信号,以执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
可选地,处理器为一个或多个,存储器为一个或多个。
可选地,存储器可以与处理器集成在一起,或者存储器与处理器分离设置。
在具体实现过程中,存储器可以为非瞬时性(non-transitory)存储器,例如只读存储器(read only memory,ROM),其可以与处理器集成在同一块芯片上,也可以分别设置在不同的芯片上,本申请实施例对存储器的类型以及存储器与处理器的设置方式不做限定。
应理解,相关的数据交互过程例如发送指示信息可以为从处理器输出指示信息的过程,接收能力信息可以为处理器接收输入能力信息的过程。具体地,处理输出的数据可以输出给发射器,处理器接收的输入数据可以来自接收器。其中,发射器和接收器可以统称为收发器。
上述第五方面中的处理装置可以是一个芯片,该处理器可以通过硬件来实现也可以通过软件来实现,当通过硬件实现时,该处理器可以是逻辑电路、集成电路等;当通过软件来实现时,该处理器可以是一个通用处理器,通过读取存储器中存储的软件代码来实现,该存储器可以集成在处理器中,可以位于该处理器之外,独立存在。
第六方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码,或指令)当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
第七方面,提供了一种计算机程序产品,计算机程序产品包括:计算机程序(也可以称为代码,或指令),当计算机程序被运行时,使得计算机执行上述第一方面中任一种可能实现方式中的方法。
附图说明
图1是离线状态下星历预报通信系统的示意图;
图2是联网状态下星历预报通信系统的示意图;
图3是本申请实施例提供的一种星历预报方法的示意性流程图;
图4是本申请实施例提供的一种星历轨迹的示意图;
图5是本申请实施例提供的另一种星历预报方法的示意性流程图;
图6是本申请实施例提供的一种星历预报装置的示意性框图;
图7是本申请实施例提供的另一种星历预报装置的示意性框图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
本申请实施例中的终端设备也可以称为:用户设备(user equipment,UE)、移动台(mobile station,MS)、移动终端(mobile terminal,MT)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。
终端设备可以是一种向用户提供语音/数据连通性的设备,例如,具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前,一些终端的举例为:手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device,MID)、可穿戴设备,虚拟现实(virtual reality,VR)设备、增强现实(augmented reality,AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiationprotocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备,5G网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network,PLMN)中的终端设备等,本申请实施例对此并不限定。此外,在本申请实施例中,终端设备还可以是物联网(internet ofthings,IoT)系统中的终端设备,IoT是未来信息技术发展的重要组成部分,其主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接,从而实现人机互连,物物互连的智能化网络。
为便于理解,首先介绍本申请实施例所涉及的相关术语。
1、星历
星历是指在全球定位系统(global positioning system,GPS)测量中,卫星运行随时间而变的精确位置或轨迹表。
星历包括广播星历和精密星历。广播星历是主控站利用跟踪站收集的观测资料计算并外推出未来两周的星历,然后注入到GPS卫星,形成导航电文供用户使用。故广播星历是预报性质的,可以实时使用。精密星历是由若干卫星跟踪站的观测数据,经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息。精密星历不是通过GPS卫星的导航电文向用户传递,而是利用磁带或通过电视、电传、卫星通讯等方式有偿地为所需要的用户服务。
2、地球定向参数(earth orientation parameter,EOP)
地球定向参数是为了描述地球自转运动规律的一组参数。由于受到日、月等天体的影响,地球自转是不规律的,存在多种短周期变化和长期变化。其中,把岁差和章动、极移、日长变化这三种变化称为地球定向参数。技术专家可以通过从地球上观测构成天体参考系的类星体,得到EOP,进而可以准确地评估地球自转运动规律。
3、地心惯性坐标系(earth centered inertial,ECI)
ECI是太阳系内的一个惯性坐标系,不随地球而转动,也不受地球、太阳运行的章动以及岁差的影响。ECI坐标原点位于地心Oe;OeX轴位于赤道平面内,指向特定某一年(历元时刻)的太阳春分点位置;Oez轴指向某一年(历元时刻)地球北极的平均位置处;Ocy轴位于赤道平面内,与OeX轴垂直,且与0cX、Oez构成满足右手定则的笛卡儿直角坐标系。由于采用的历元时间不同,可以有各种不同的地心惯性坐标系。
4、地心地固坐标系(earth-centered earth-fixed,ECEF)
ECEF可以简称为地心坐标系,是一种以地心为原点的地固坐标系(也称地球坐标系),是一种笛卡儿坐标系。原点O(0,0,0)为地球质心,z轴与地轴平行指向北极点,x轴指向本初子午线与赤道的交点,y轴垂直于xOz平面(即东经90度与赤道的交点)构成右手坐标系。该坐标系在宇宙空间中相对地球静止,伴随着地球自转和公转。
目前,全世界存在很多的全球卫星导航系统GNSS,例如,美国的全球定位系统(global positioning system,GPS)、中国的北斗卫星导航系统(beidou navigationsatellite system,BDS)、俄罗斯的全球卫星导航系统(global navigation satellitesystem,GLONASS)以及欧洲的伽利略(galileo)。
GNSS的卫星通信速率较低,以GPS为例,导航电文的比特率为50比特率(bit persecond,bps),即每一比特长20毫秒(millisecond,ms),每30个比特构成一个字,每10个字构成一个子帧,计6秒(second,s)。每帧导航电文包含5个子帧,长度为30s,可用于计算精确的卫星轨道与时钟信息。
当终端设备使用GNSS发起定位请求时,需要从导航信号中解调出星历数据完成定位,在网络信号质量良好的情况下,终端设备的首次定位时间(time to first fix,TTFF)不低于30s,若网络信号不佳,TTFF时间更长,影响用户体验。
辅助全球卫星导航系统AGNSS可以缩短终端设备的TTFF时间,提升用户体验。AGNSS包括标准AGNSS技术和星历扩展(extended ephemeris)技术,通过为终端设备提供星历数据实现缩短TTFF时间。
终端设备使用标准AGNSS技术进行定位时,GNSS观测站可以实时从GNSS信号中解调广播星历参数,并将该广播星历参数发送至AGNSS服务器。终端设备在每次发起定位过程中,可以通过网络请求的方式从AGNSS服务器获取所需星历数据,从而辅助终端设备实现快速定位。
星历扩展技术包括服务器生成星历扩展SGEE技术和客户端生成星历扩展CGEE技术。
CGEE技术是指客户端在离线状态下通过自身基于历史星历数据计算生成的星历预报的技术,该星历预报的有效期约为3天。应理解,CGEE技术可以不仅限于客户端,可以应用于终端设备中。在本申请实施例中,以终端设备为例进行说明。图1示出了离线状态下终端设备进行定位的通信系统100的示意图。如图1所示,该通信系统100包括卫星101和终端设备102。在离线状态下,终端设备102在首次定位前,可以利用存储的历史星历数据生成星历预报,在首次定位过程中,根据该星历预报,可以通过卫星101发送的GNSS信号实现测距,从而实现快速定位。在后续定位过程中,终端设备102还可以从GNSS信号中解调出星历数据,并将该星历数据保存用于后续生成星历预报。
在上述通信系统100中,终端设备102可以基于历史广播星历计算生成星历预报完成定位,但这一过程对历史广播星历的覆盖时间有一定的要求,若覆盖时间过短,会造成由历史广播星历确定的光压参数精度较低,致使星历预报精度较低,造成终端设备的定位准确度较差,影响用户体验。
SGEE技术是通过服务器基于历史星历数据计算生成的星历预报的技术,该星历预报的有效期可达7天。在联网状态下,终端设备使用SGEE技术进行定位时,可以通过接收来自服务器的星历预报完成定位。图2示出了联网状态下终端设备进行定位的通信系统200示意图。如图2所示,该通信系统200包括卫星201、终端设备202、数据交换中心203、服务器204和数据库服务器205,其中,数据库服务器205包括历史星历数据。终端设备202在首次定位前,服务器204可以根据数据库服务器205中的历史星历数据生成星历预报(也可以称为种子文件),终端设备202在首次定位中,终端设备202在联网状态下可以通过数据交换中心203从服务器204获取该星历预报,根据该星历预报,终端设备202可以通过GNSS信号实现测距,从而实现快速定位。在后续定位过程中,终端设备202还可以根据需要选择性地从GNSS信号中解调出星历数据实现定位。
在上述通信系统200中,终端设备202可以通过服务器204生成的星历预报完成定位,但这一过程对星历数据的覆盖时间有一定的要求,若覆盖时间过短,会造成由历史广播星历确定的光压参数精度较低,致使星历预报精度较低,造成终端设备的定位准确度较差,影响用户体验。
有鉴于此,本申请实施例提供了一种星历预报方法和星历预报装置,根据一段时间的星历数据,确定卫星在该段时间内多个时间点的位置,然后在多个时间点中选择一个时间点作为参考时间点,若该段时间过短,星历数据较少,可以通过光压参数模型预测该参考时间点的光压参数作为先验值,并根据该先验值和多个时间点的位置,确定参考时间点的位置、速度以及光压参数,然后根据该参考时间点的位置、速度以及光压参数进行星历预报。该方法通过光压参数模型预测的光压参数作为先验值,用于约束基于多个时间点的位置确定的参考时间点的光压参数,使参考时间点的光压参数的精度更加准确,特别是在星历数据较少的情况下,有利于提高星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。
在下文示出的实施例中第一、第二、第三以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本申请实施例的范围。例如,区分不同的时间点、区分不同的时间段等。
图3示出了本申请实施例提供的一种星历预报方法300的示意性流程图。该方法的执行主体可以是具有数据处理功能的设备,本申请实施例简称为处理设备。在一种可能的实现方式中,该处理设备可以是服务器,也可以是终端设备,本申请实施例对此不做限定。该方法可以适用于图1所示的通信系统,也可以适用于图2所示的通信系统,但本申请实施例不限于此。如图3所示,该方法300可以包括下列步骤:
S301,处理设备根据第一时间段内的星历数据,确定卫星在该第一时间段内多个时间点的轨道状态参数,该第一时间段的时长小于或等于预设时长。
应理解,该星历数据为卫星的历史星历数据。该星历数据可以为广播星历,例如,可以为2021年3月3号5点到2021年3月3号13点之间的广播星历。该星历数据可以是处理设备实时获取的,也可以是预先存储的。
还应理解,上述预设时长可以为处理设备提前设置的,例如,预设时长可以为1天。
第一时间段的时长小于预设时长,即说明该第一时间段的时间过短,星历数据较少。示例性地,该预设时长可以为1天,若星历数据是0点到12点的数据,则第一时间段的时长为0.5天,则第一时间段的时长小于预设时长。
处理设备可以在该第一时间段内任意选择或者有规律的选择多个时间点。示例性地,处理设备可以在12个小时的星历数据中任意选择72个时间点,也可以每隔10分钟选择一个时间点,得到72个时间点。
上述轨道状态参数可以包括:1、多个时间点的位置,即该多个时间点中每个时间点的位置;2、多个时间点的速度,即该多个时间点中每个时间点的速度。应理解,处理设备根据第一时间段内的星历数据,可以确定卫星在该第一时间段内多个时间点的位置;根据该多个时间点的位置,可以确定卫星在该第一时间段内多个时间点的速度。
可选地,轨道状态参数还可以包括:经验力参数,该经验力参数可以用于提高卫星轨道确定的精度。
多个时间点的位置可以是惯性系下的,即处理设备根据该多个时间点的星历数据和该多个时间点的EOP参数,可以确定卫星在该多个时间点的惯性系下的位置。其中,多个时间点的EOP参数,即多个时间点中每个时间点的EOP参数。
应理解,该惯性系为上述地心惯性坐标系(ECI)。
其中,多个时间点的EOP参数可以通过EOP模型得到,示例性地,将时间点t输入到下述EOP模型中可以得到该时间点t的EOP参数。该EOP模型可以通过下列公式表示:
其中,为回归系数,zt为时间点t的EOP参数预报值,l为预报步长。
若该处理设备为终端设备,该处理设备可以内置EOP模型,也可以在联网状态下,接收来自服务器的EOP模型。若该处理设备为服务器,该处理设备可以通过历史数据建立EOP模型,也可以在联网状态下,接收来自其它服务器的EOP模型。
另外,EOP模型的系数间隔一段时间是需要更新的,即该EOP模型的系数可以根据历史数据重新确定。若该处理设备为服务器,则可以通过自身重新确定EOP模型的系数;若该处理设备为终端设备,可以在联网状态下,接收来自服务器的重新确定EOP模型的系数。
S302,处理设备将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值。
第一时间点可以是多个时间点中的任意一个时间点,该第一时间点可以作为参考时间点,用于为星历预报作参考。
若该处理设备为终端设备,该处理设备可以内置光压参数模型,也可以在联网状态下,接收来自服务器的光压参数模型。若该处理设备为服务器,该处理设备可以通过事后精密星历建立光压参数模型,也可以在联网状态下,接收来自其它服务器的光压参数模型。
示例性地,该光压参数模型可以通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为预报时间点,y为光压参数预报值,a0、a1、b1、a2、b2为系数,w为角频率。
处理设备可以将第一时间点输入到上述公式中,得到第一时间点的光压参数预报值。
处理设备可以将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,用于为后续处理设备确定光压参数拟合值作参考。
应理解,不同时间点的光压参数预报值可以相同,也可以不同,本申请实施例对此不做限定。
S303,处理设备将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到第一时间点的轨道状态参数拟合值。
该轨道状态参数拟合值可以包括位置拟合值、速度拟合值以及光压参数拟合值。应理解,该轨道状态参数拟合值也可以包括位置拟合值、速度拟合值或者光压参数拟合值中的至少一个。
应理解,第一时间点的位置拟合值、第一时间点的速度拟合值、第一时间点的光压参数拟合值是根据多个时间点的位置、多个时间点的速度、第一时间点的光压参数拟合得到的,是不同于第一时间点的位置、第一时间点的速度、第一时间点的光压参数的。
第一时间点的光压参数可以作为先验值,即作为约束条件,使处理设备根据多个时间点中每个时间点的位置、每个时间点的速度确定的光压参数拟合值更加准确,提高光压参数拟合值的精度。
示例性地,将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,根据多个时间点中每个时间点的位置、每个时间点的速度,建立运动方程及变分方程,并使用数值积分方法得到多个时间点中每个时间点的位置矩阵、每个时间点的速度矩阵和每个时间点的状态转移矩阵,并构建每个时间点的法方程;然后根据每个时间点的法方程的系数及常数项,对每个时间点的法方程进行叠加,得到叠加后的法方程;最后采用整体最小二乘解对叠加后的法方程求解,得到第一时间点的位置拟合值、第一时间点的速度拟合值以及第一时间点的光压参数拟合值。
应理解,多个时间点中每个时间点的位置矩阵、每个时间点的速度矩阵和每个时间点的状态转移矩阵可以称为多个时间点的轨道状态参数矩阵。
S304,处理设备根据第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
处理设备对第一时间点的位置拟合值、第一时间点的速度拟合值以及第一时间点的光压参数拟合值进行数值积分,可以得到预报时间段内的星历。
示例性地,处理设备根据第一时间点的位置拟合值v(t0)、第一时间点的速度拟合值v(t),可以得到第一时间点的加速度a(t);然后,处理设备可以在速度拟合值v(t)的基础上,对加速度a(t)在预报时间段[t0,t]内进行积分,得到速度预报值v(t),该速度预报值v(t)可以通过下列公式表示:
最后,处理设备可以在位置拟合值p(t)的基础上,对速度预报值v(t)在预报时间段[t0,t]内进行积分,得到位置预报值p(t),该位置预报值p(t)可以通过下列公式表示:
本申请实施例提供的星历预报方法,当星历数据覆盖的时长小于预设时长时,可以通过光压参数模型预测的第一时间点的光压参数预报值作为先验值,用于约束根据多个时间点的轨道状态参数拟合的光压参数拟合值,使该光压参数拟合值不仅仅依赖于星历数据,以此提高光压参数拟合值的精度,从而提高星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。
图4示出了一种星历轨迹的示意图。如图4所示,图中的圆圈的位置代表卫星在一段时间内多个时间点的位置。该段时间可以为0.5天,处理设备可以每隔5分钟根据该星历数据和EOP参数确定一个时间点的位置,应理解,图4中示出了卫星的部分时间点的位置,共示出11个时间点的位置,即R(t1)至R(t11)。还应理解,该时间点的个数仅仅为一个示例。
若预设时长为1天,则该段时间的时长小于预设时长,故可以在该11个时间点中选择一个第一时间点作为参考时间点,如R(t5),应理解,该参考时间点即为上述第一时间点。基于光压参数模型预测该参考时间点的光压参数预报值,然后将参考时间点的第一光压参数作为先验值,并根据该多个时间点的位置,拟合得到参考时间点的位置拟合值、参考时间点的速度拟合值以及参考时间点的光压参数拟合值,即其中,/>代表位置拟合值,/>代表速度拟合值,p代表光压参数拟合值,然后根据该/>进行星历预报。应理解,该/>应尽可能多的经过R(t1)至R(t11),即图中的轨迹3,若为轨迹1或者轨迹2,说明/>不准确,需要重新确定。
为了更好地理解本申请实施例,下面将介绍上述实施例中使用的EOP模型和光压参数模型的建立过程。
1、EOP模型是基于最小二乘(least squares,LS)与自回归(auto regressive,AR)模型建立的,建立过程如下:
1)对历史数据进行预处理,以使输入AR模型的观测时间序列平稳、正态、零均值。其中,该历史数据可以是2年内的时间与EOP数据对应的序列,EOP数据可以包括一类世界时和世界协调时间(universal time 1-universal time coordinated,UT1-UTC)的差值数据、极移数据以及日长(length of day,LOD)数据。
预处理过程可以包括:去除UT1-UTC序列中的跳秒、固体地球带谐潮汐项、季节性变化项以及LOD序列中固体地球带谐潮汐项,得到去除后的UT1-UTC序列和去除后的LOD序列;然后将极移序列、去除后的UT1-UTC序列以及LOD序列分别进行差分,获得平稳的差分时间序列。
2)对预处理后的平稳的差分时间序列进行LS拟合。其中,对X方向极移和Y方向极移的LS拟合,主要考虑极移的长期线性趋势项、钱德勒(Chandler)摆动项和年周期项,故拟合模型可以通过下列公式表示:
f(t)=a+bt+ccos(2πt/435)+dsin(2πt/435)+ecos(2πt/365.24)+fsin(2πt/365.24)
其中,t为时间,a、b、c、d、e、f为待估参数。对UT1-UTC及LOD的LS拟合,主要考虑线性项、18.4年项、周年项和半年项,故拟合模型可以通过下列公式表示:
f(t)=a+bt+ct2+dcos(2πt/365.24*18.4)+esin(2πt/365.24*18.4)+fcos(2πt/365.24)+gsin(2πt/365.24)+hcos(2πt/182.62)+isin(2πt/182.62)
其中,t为时间,a、b、c、d、e、f、h、j为待估参数。
3)去除极移、UT1-UTC以及LOD序列中的趋势项和周期项,获得各自的残差序列并对极移的残差序列进行差分,获得平稳的新序列,然后对该新序列建立AR模型,可以通过下列公式表示:
其中,t为大于等于1且小于等于N的整数,t代表EOP参数残差序列值,at为零均值白噪声,p为阶数,为自回归系数。
4)通过Akaike提出的最终预测误差(final prediction error,FPE)准则来确定p的较优值,通过解尤尔—沃克(Yule-Walker)方程获得自回归系数
5)根据阶数和自回归系数,得到EOP模型,该模型可以通过下列公式表示:
其中,为回归系数,zt为时间点t的EOP参数预报值,l为预报步长。
2、光压参数模型是通过对待估光压参数建模得到的。
太阳辐射压摄动是影响高轨卫星轨迹确定的最大误差源,因此高精度的光压参数是实现高精度轨迹预报的重要因素。不同类型的卫星,可以采用不同的光压参数模型。示例性地,GPS/GLONASS卫星可以采用ECOM 5参数模型;Galileo卫星可以采用box-wing先验光压模型+ECOM 5参数模型;北斗地球静止轨道卫星(geosynchronous eearth orbit,GEO)可以采用初始先验模型+ECOM 5参数模型,同时为增加周期性经验力参数,北斗倾斜轨道同步卫星(inclined geosynchronous satellite orbit,IGSO)/中高轨卫星(medium earthorbit,MEO)可以采用ECOM 5参数模型,准天顶卫星(quasi-zenith satellite system,QZSS)可以采用零偏初始先验模型+ECOM 5参数模型。
本申请实施例建立光压参数模型的过程如下:
1)根据一段时间的事后精密星历,采用动力学方法拟合出卫星的光压参数,获得该段时间内任意时间点的光压参数。
示例性地,事后精密星历可以是2年的事后精密星历。
处理设备可以在该段时间内任意选择多个时间点和多个时间点的光压参数,得到多个时间点和多个时间点的光压参数的对应序列。
2)采用傅里叶多项式对任意时间点的光压参数进行拟合,得到拟合系数。
傅里叶多项式可以是二阶傅里叶多项式,该二阶傅里叶多项式可以通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为时间点,y为光压参数,a0、a1、b1、a2、b2为系数。
将上述多个时间点和多个时间点的光压参数分别输入到上述公式中,可以得到拟合系数a0、a1、b1、a2、b2的值。
3)基于该拟合系数,确定光压参数模型。
将拟合系数输入到上述公式中,可以得到光压参数预报值y随预报时间点x变化的模型。
上面介绍了EOP模型和光压参数模型的建立过程,下面结合图5对本申请实施例星历预报方法进行详细介绍。
图5示出了本申请实施例提供的另一种星历预报方法500的示意性流程图。该方法500的执行主体可以为终端设备。该方法500可以包括下列步骤:
S501,获取第一时间段的星历数据。
终端设备可以在该第一时间段内连续从导航信号中解调出星历数据。
可选地,终端设备可以存储解调出的星历数据,便于后续进行星历预报;若在联网状态下,终端设备可以接收来自服务器的星历数据。
可选地,S502,接收来自服务器的EOP模型的系数。应理解,终端设备可以内置EOP模型。或者,在联网状态下,终端设备可以接收来自服务器的EOP模型。另外,在联网状态下,终端设备还可以接收来自服务器的EOP模型的系数,以更新EOP模型。
示例性地,该EOP模型的系数可以为回归系数该EOP模型可以为
S503,将第一时间段中的多个时间点分别输入至EOP模型,得到多个时间点的EOP参数。
终端设备可以在第一时间段内任意选择多个时间点,并将其分别输入至EOP模型得到多个时间点的EOP参数。
应理解,若第一时间段的时长较长,则在第一时间段内选择的时间点越多。示例性地,若第一时间段的时长为0.5天,则终端设备可以在第一时间段内选择100个时间点;若第一时间段的时长为1天,则终端设备可以在第一时间段内选择200个时间点.
S504,根据星历数据和多个时间点的EOP参数,确定卫星在多个时间点的惯性系下的位置。
星历数据中的位置是地固坐标系下的,终端设备可以根据该星历数据确定卫星在地固系下的位置,根据EOP参数,可以将卫星在地固系下的位置转换到卫星在惯性系下的位置。
应理解,该地固系为地心地固坐标系(ECEF)。
示例性地,卫星在地固系下的位置转换到卫星在惯性系下位置过程如下:
RECEF=EP(t)ER(t)NR(t)PR(t)J2000
其中,RECEF代表卫星在地固系下的位置,J2000代表卫星在惯性系下的位置,EP(t)代表地球极移矩阵,ER(t)代表地球自转矩阵,NR(t)代表章动矩阵,PR(t)代表地球岁差矩阵。
应理解,地球极移矩阵、地球自转矩阵、章动矩阵和地球岁差矩阵为EOP参数,可以通过EOP模型得到。
S505,从多个时间点中确定第一时间点作为参考时间点。
终端设备可以从多个时间点中任意选择一个时间点确定为第一时间点,该第一时间点为参考时间点,用于为星历预报作参考。
S506,若第一时间段的时长小于预设时长,将第一时间点输入至光压参数模型得到第一时间点的光压参数预报值。
终端设备可以设置预设时长为1天,若第一时间段为0.5天,则第一时间段的时长小于预设时长,终端设备可以将第一时间点输入至光压参数模型得到第一时间点的光压参数预报值,该光压参数作为先验值,用于约束后续的光压参数拟合值。
应理解,终端设备可以内置该光压参数模型。或者,在联网状态下,终端设备可以接收来自服务器的光压参数模型。
S507,将参考时间点的光压参数预报值作为先验值,对多个时间点的位置、多个时间点的速度进行拟合,得到参考时间点的位置拟合值、参考时间点的速度拟合值以及参考时间点的光压参数拟合值。
应理解,多个时间点的轨道状态参数包括位置和速度,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值以及光压参数拟合值。具体的实现方式可参照上述示例,此处不再赘述。
若第一时间段的时长大于预设时长,终端设备对多个时间点的位置和多个时间点的速度进行拟合,得到参考时间点的位置拟合值、参考时间点的速度拟合值以及参考时间点的光压参数拟合值。
应理解,在第一时间段的时长大于预设时长的情况下,终端设备可以不使用光压参数模型预报参考时间点的光压参数预报值,即终端设备拟合光压参数拟合值时,没有光压参数预报值作为约束条件。
S508,根据参考时间点的位置拟合值、参考时间点的速度拟合值以及参考时间点的光压参数拟合值,确定预报时间内的惯性系下的星历。
S509,根据EOP参数,确定预报时间内的地固系下的星历。
终端设备根据EOP参数,将星历预报从惯性系下转换到地固系下。
S510,将地固系下的星历预报拟合成广播星历参数,并注入终端设备的GNSS芯片,以便终端设备在首次定位时可以根据该广播星历参数进行快速定位。
本申请实施例提供的星历预报方法,在终端设备未联网且星历数据覆盖的时长小于预设时长的情况下,通过光压参数模型预测参考时间点的光压参数预报值,并将其作为先验值,用于约束根据多个时间点的轨道状态参数拟合的光压参数拟合值,以此提高光压参数拟合值的精度,从而提高星历预报精度,增加终端设备的定位准确度,提升用户体验。
应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
上文中结合图1至图5,详细描述了本申请实施例的方法,下面将结合6和图7,详细描述本申请实施例的装置。
图6示出了本申请实施例提供的一种星历预报装置600。该装置600可以包括:确定模块610和处理模块620。该确定模块610用于:根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,轨道状态参数包括位置和/或速度。该处理模块620用于:将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值,光压参数模型是根据事后精密星历拟合得到的;将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个。该确定模块610还用于:根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
可选地,处理模块620具体用于:判断第一时间段的时长是否小于或等于预设时长;若第一时间段的时长小于或等于预设时长,将第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值。
可选地,处理模块620还用于:将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行数值积分,得到多个时间点的轨道状态参数矩阵,轨道状态参数矩阵包括位置矩阵、速度矩阵或状态转移矩阵中的至少一个;基于轨道状态参数矩阵,构建轨道状态参数矩阵的法方程;对轨道状态参数矩阵的法方程进行求解,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值。
可选地,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值和速度拟合值,星历预报包括速度预报值和位置预报值。处理模块620具体用于:根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定卫星在第一时间点的加速度;在速度拟合值的基础上,对加速度在预报时间段内进行积分,得到预报时间段内的速度预报值;在位置拟合值的基础上,对速度预报值在预报时间段内进行积分,得到预报时间段内的位置预报值。
可选地,确定模块610还用于:根据卫星在第二时间段内的事后精密星历,确定卫星在第二时间段内的多个时间点的光压参数。处理模块620还用于:利用傅里叶多项式对第二时间段内的多个时间点和第二时间段内的多个时间点的光压参数进行拟合,得到拟合系数。确定模块610还用于:根据拟合系数,确定光压参数模型。
可选地,光压参数模型通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为待预报时间点,y为光压参数预报值,a0、a1、b1、a2、b2为拟合系数,w为角频率。
可选地,处理模块620具体用于:将所述第一时间段内的多个时间点分别输入至地球定向参数EOP模型,得到多个时间点的EOP参数预报值,EOP模型是基于最小二乘LS与自回归AR模型建立的。确定模块610具体用于:根据历史星历数据和EOP参数预报值,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的位置;根据卫星在第一时间段内的多个时间点的位置,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的速度。
应理解,这里的装置600以功能模块的形式体现。这里的术语“模块”可以指应用特有集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、电子电路、用于执行一个或多个软件或固件程序的处理器(例如共享处理器、专有处理器或组处理器等)和存储器、合并逻辑电路和/或其它支持所描述的功能的合适组件。在一个可选例子中,本领域技术人员可以理解,装置600可以具体为上述实施例中的处理设备,或者,上述实施例中处理设备的功能可以集成在装置600中,装置600可以用于执行上述方法实施例中与处理设备对应的各个流程和/或步骤,为避免重复,在此不再赘述。
上述装置600具有实现上述方法中处理设备执行的相应步骤的功能;上述功能可以通过硬件实现,也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在本申请的实施例,图6中的装置600也可以是芯片或者芯片系统,例如:片上系统(system on chip,SoC)。
图7示出了本申请实施例提供的另一种星历预报装置700。该装置700包括处理器710、收发器720和存储器730。其中,处理器710、收发器720和存储器730通过内部连接通路互相通信,该存储器730用于存储指令,该处理器710用于执行该存储器730存储的指令,以控制该收发器720发送信号和/或接收信号。
上述装置700用于执行上述方法300中的各个流程和步骤。其中,该处理器710用于:根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定卫星在第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,轨道状态参数包括位置和/或速度;将多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到卫星在第一时间点的光压参数预报值,光压参数模型是根据事后精密星历拟合得到的;将第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对卫星在多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个;根据卫星在第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
应理解,装置700可以用于执行上述方法实施例中与处理设备对应的各个步骤和/或流程。可选地,该存储器770可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器还可以存储设备类型的信息。该处理器710可以用于执行存储器中存储的指令,并且当该处理器710执行存储器中存储的指令时,该处理器710用于执行上述与该处理设备对应的方法实施例的各个步骤和/或流程。该收发器720可以包括发射器和接收器,该发射器可以用于实现上述收发器对应的用于执行发送动作的各个步骤和/或流程,该接收器可以用于实现上述收发器对应的用于执行接收动作的各个步骤和/或流程。
应理解,在本申请实施例中,上述装置的处理器可以是中央处理单元(centralprocessing unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器执行存储器中的指令,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
本申请提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质用于存储计算机程序,该计算机程序用于实现上述实施例中处理设备对应的方法。
本申请提供一种芯片系统,该芯片系统用于支持上述处理设备实现本申请实施例所示的功能。
本申请还提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机程序(也可以称为代码,或指令),当该计算机程序在计算机上运行时,该计算机可以执行上述实施例所示的处理设备对应的方法。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种星历预报方法,其特征在于,包括:
根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,所述轨道状态参数包括位置和/或速度;
将所述多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值,所述光压参数模型是根据事后精密星历拟合得到的;
将所述第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对所述卫星在所述多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,所述轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个;
根据所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将所述多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值之前,所述方法还包括:
判断所述第一时间段的时长是否小于或等于预设时长;
所述将所述多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值,包括:
若所述第一时间段的时长小于或等于所述预设时长,将所述第一时间点输入至所述光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述得到所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,包括:
将所述第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对所述卫星在所述多个时间点的轨道状态参数进行数值积分,得到所述多个时间点的轨道状态参数矩阵,所述轨道状态参数矩阵包括位置矩阵、速度矩阵或状态转移矩阵中的至少一个;
基于所述轨道状态参数矩阵,构建所述轨道状态参数矩阵的法方程;
对所述轨道状态参数矩阵的法方程进行求解,得到所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述轨道状态参数拟合值包括所述位置拟合值和所述速度拟合值,所述星历预报包括速度预报值和位置预报值;
所述根据所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历,包括:
根据所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定所述卫星在所述第一时间点的加速度;
在所述速度拟合值的基础上,对所述加速度在所述预报时间段内进行积分,得到所述预报时间段内的所述速度预报值;
在所述位置拟合值的基础上,对所述速度预报值在所述预报时间段内进行积分,得到所述预报时间段内的所述位置预报值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将所述多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值之前,所述方法还包括:
根据所述卫星在第二时间段内的事后精密星历,确定所述卫星在所述第二时间段内的多个时间点的光压参数;
利用傅里叶多项式对所述第二时间段内的多个时间点和所述第二时间段内的多个时间点的光压参数进行拟合,得到拟合系数;
根据所述拟合系数,确定所述光压参数模型。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述光压参数模型通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为待预报时间点,y为光压参数预报值,a0、a1、b1、a2、b2为拟合系数,w为角频率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,包括:
将所述第一时间段内的多个时间点分别输入至地球定向参数EOP模型,得到所述多个时间点的EOP参数预报值,所述EOP模型是基于最小二乘LS与自回归AR模型建立的;
根据所述历史星历数据和所述EOP参数预报值,确定所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的位置;
根据所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的位置,确定卫星在所述第一时间段内的多个时间点的速度。
8.一种星历预报装置,其特征在于,包括:
确定模块,用于根据卫星在第一时间段内的历史星历数据,确定所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的轨道状态参数,所述轨道状态参数包括位置和/或速度;
处理模块,用于将所述多个时间点中的第一时间点输入至光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值,所述光压参数模型是根据事后精密星历拟合得到的;将所述第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对所述卫星在所述多个时间点的轨道状态参数进行拟合,得到所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,所述轨道状态参数拟合值包括位置拟合值、速度拟合值或光压参数拟合值中的至少一个;
所述确定模块还用于:根据所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定预报时间段内的星历。
9.根据权利要求8所述的星历预报装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
判断所述第一时间段的时长是否小于或等于预设时长;
若所述第一时间段的时长小于或等于所述预设时长,将所述第一时间点输入至所述光压参数模型,得到所述卫星在所述第一时间点的光压参数预报值。
10.根据权利要求8所述的星历预报装置,其特征在于,所述处理模块还用于:
将所述第一时间点的光压参数预报值作为先验值,对所述卫星在所述多个时间点的轨道状态参数进行数值积分,得到所述多个时间点的轨道状态参数矩阵,所述轨道状态参数矩阵包括位置矩阵、速度矩阵或状态转移矩阵中的至少一个;
基于所述轨道状态参数矩阵,构建所述轨道状态参数矩阵的法方程;
对所述轨道状态参数矩阵的法方程进行求解,得到所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值。
11.根据权利要求8所述的星历预报装置,其特征在于,所述轨道状态参数拟合值包括所述位置拟合值和所述速度拟合值,所述星历预报包括速度预报值和位置预报值;
所述确定模块具体用于:
根据所述卫星在所述第一时间点的轨道状态参数拟合值,确定所述卫星在所述第一时间点的加速度;
所述处理模块具体用于:
在所述速度拟合值的基础上,对所述加速度在所述预报时间段内进行积分,得到所述预报时间段内的所述速度预报值;
在所述位置拟合值的基础上,对所述速度预报值在所述预报时间段内进行积分,得到所述预报时间段内的所述位置预报值。
12.根据权利要求8所述的星历预报装置,其特征在于,所述确定模块还用于:
根据所述卫星在第二时间段内的事后精密星历,确定所述卫星在所述第二时间段内的多个时间点的光压参数;
所述处理模块还用于:
利用傅里叶多项式对所述第二时间段内的多个时间点和所述第二时间段内的多个时间点的光压参数进行拟合,得到拟合系数;
所述确定模块还用于:
根据所述拟合系数,确定所述光压参数模型。
13.根据权利要求8所述的星历预报装置,其特征在于,所述光压参数模型通过下列公式表示:
y=a0+a1sin(wx)+b1cos(wx)+a2sin(2wx)+b2cos(2wx)
其中,x为待预报时间点,y为光压参数预报值,a0、a1、b1、a2、b2为拟合系数,w为角频率。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的星历预报装置,其特征在于,所述处理模块具体用于:
将所述第一时间段内的多个时间点分别输入至地球定向参数EOP模型,得到所述多个时间点的EOP参数预报值,所述EOP模型是基于最小二乘LS与自回归AR模型建立的;
所述确定模块具体用于:
根据所述历史星历数据和所述EOP参数预报值,确定所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的位置;
根据所述卫星在所述第一时间段内的多个时间点的位置,确定卫星在所述第一时间段内的多个时间点的速度。
15.一种星历预报装置,其特征在于,包括:处理器,所述处理器与存储器耦合,所述存储器用于存储计算机程序,当所述处理器调用所述计算机程序时,使得所述装置执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
16.一种芯片系统,其特征在于,包括:处理器,用于从存储器中调用并运行计算机程序,使得安装有所述芯片系统的装置执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,当所述计算机程序在计算机上运行时,使得所述计算机执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
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