北斗卫星定位算法研究廉保旺.pdfVIP

2 0 0 7 年2 月 西 北 工 业 大 学 学 报 F eb. 2007 第25卷第1期 Jou rn a l o f N o r thw e stern Po ly techn ica l U n iver sity V o l. 25 N o. 1 北斗卫星定位算法研究 廉保旺, 赵　楠, 王永生 (西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安　7 10072) 摘　要: 对北斗卫星定位系统的定位原理进行研究的基础上, 提出了一种可以自主求解用户位置和 速度的新的北斗卫星定位算法。该算法不仅可以求解“北斗一号”静态用户的三维位置, 而且可以求 出动态用户的三维位置和速度以及时钟偏差和频率偏差。给出了该算法的模型并进行了仿真, 仿真 结果表明了该算法的正确性及实用性。 关　键　词: 北斗定位, 静态定位, 动态定位, 定位误差 中图分类号:V 249. 3　　　文献标识码:A 　　　文章编号:(2007) 0 1009706 　　“北斗一号”卫星导航定位系统又称为“双星定 给用户或用户管理中心。 位系统”, 是我国自主研制的利用地球同步卫星为用 中心控制站通过工作卫星向用户播发连续的出 户提供快速定位、简单数字报文通信及高精度授时 站信号。用户机在收到出站信号的前提下, 根据协议 服务的全天候、区域性的卫星导航定位系统。“北斗 以出站信号中的帧时标为发射启动时间基准发射定 一号”定位系统是有源的, 需要和中心站建立联系才 位申请、通信申请等格式的突发入站信号。入站信号 能定位, 因此存在着系统用户数量易饱和以及定位 经卫星转发到中心控制站, 中心控制站进行定位、通 速度慢等几方面的缺点。如果采用一种三星定位算 信等各种处理之后, 把定位数据、通信数据等放入出 法的思想就有可能实现全天候、高精度、快速实时的 站帧信号之中, 发往指定用户, 用户收到中心控制站 区域性无源导航定位系统, 能够实现对我国用户的 通过出站信号发出的各种数据, 从而实现定位、通信 定位和测速功能。 等功能。“北斗一号”导航定位系统的定位原理即“三 球交汇原理”: 以2 颗同步卫星为球心, 以卫星到用 1　“北斗一号”卫星导航系统中的无源 户接收机天线距离为半径, 构成 2 个球面; 两球相交 定位算法 得到垂直于赤道平面的一个圆; 在地球不规则球面 的基础上增加用户高程, 获得一个“加大”的不规则 球面; 圆与不规则球面相交, 得 2 个点, 分别位于南 1. 1　“北斗一号”定位系统的定位原理 北半球, 取北半球点即为用户机的位置。 “北斗一号”导航定位系统由空间部分、地面控 1. 2　“北斗一号”定位系统的改进算法 制管理部分以及用户终端 3 大部分组成。空间部分 “北斗一号”导航定位系统一共拥有 3 颗卫星, 由2 颗地球静止卫星、1 颗在轨备份卫星组成。工作