一種自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及衛(wèi)星通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)也得到了飛速的發(fā)展，電子產(chǎn)品的種類 也越來(lái)越多，人們也享受到了科技發(fā)展帶來(lái)的各種便利?，F(xiàn)在人們可以通過(guò)各種類型的電 子設(shè)備，享受隨著科技發(fā)展帶來(lái)的舒適生活。
[0003] 例如導(dǎo)航儀便是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，導(dǎo)航儀多用于汽車(chē)上，用于定位、導(dǎo)航和娛樂(lè)， 隨著汽車(chē)的普及和道路的建設(shè)，城際間的經(jīng)濟(jì)往來(lái)更加頻繁，車(chē)載導(dǎo)航儀顯得很重要，準(zhǔn)確 定位、導(dǎo)航、娛樂(lè)功能集于一身的導(dǎo)航更能滿足車(chē)主的需求，成為車(chē)上的基本裝備。
[0004] 但是，目前的導(dǎo)航儀的導(dǎo)航并不精確，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)航路線錯(cuò)誤或者導(dǎo)航不及時(shí) 的狀況，例如在導(dǎo)航的過(guò)程中出現(xiàn)導(dǎo)航延遲，不能及時(shí)獲得后續(xù)行進(jìn)路線，使車(chē)主不知所 措;或者將車(chē)主錯(cuò)誤引導(dǎo)至海里，增加車(chē)主危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)，包括：
[0006] 捕獲跟蹤處理模塊，用于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行持續(xù)跟蹤，并得到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文比特 數(shù)據(jù)；
[0007] 報(bào)文提取模塊，用于接收所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)，并從所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)中 提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文；
[0008] 觀測(cè)量提取模塊，用于從所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)中提取出觀測(cè)量，其中，所述觀測(cè) 量包括偽距觀測(cè)量、或多普勒觀測(cè)量、或載波相位觀測(cè)量；
[0009] 定位解算模塊，用于根據(jù)所述觀測(cè)量和所述衛(wèi)星導(dǎo)航電文進(jìn)行聯(lián)合定位，獲得導(dǎo) 航結(jié)果；
[0010]輸出模塊，用于輸出所述導(dǎo)航結(jié)果。
[0011]優(yōu)選的，所述衛(wèi)星導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星歷書(shū)。 [0012]優(yōu)選的，所述偽距觀測(cè)量是利用衛(wèi)星信號(hào)的傳輸時(shí)間乘以光速得到信號(hào)的傳輸距 離;所述衛(wèi)星信號(hào)的傳輸時(shí)間指衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送時(shí)間t sv減去接收機(jī)本地時(shí)間tu。
[0013] 優(yōu)選的，所述多普勒觀測(cè)量是在得到載波NC0的頻率值后，將所述載波NC0的頻率 值與射頻前端的標(biāo)稱中頻值f。相減獲得。
[0014] 優(yōu)選的，所述定位解算模塊具體包括：
[0015] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述衛(wèi)星的星歷計(jì)算出衛(wèi)星的位置；
[0016]定位解算模塊，用于利用所述衛(wèi)星的位置和所述觀測(cè)量對(duì)用戶位置進(jìn)行定位解 算。
[0017] 優(yōu)選的，所述計(jì)算模塊具體用于：
[0018] 第一步:計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的平均角速度η;
[0019]第二步:計(jì)算觀測(cè)瞬間衛(wèi)星的平近點(diǎn)角Ms;
[0020] MpMo+nU-toe);式中，Mo為參考時(shí)刻toe時(shí)的平近點(diǎn)角，由廣播星歷給出；
[0021 ] 第三步:計(jì)算偏近點(diǎn)角：Es=Ms+essinEs;
[0023]第五步:計(jì)算升交距角月= ◎+,/：，式中，ω為近地點(diǎn)角距，由廣播星歷給出；
[0024]第六步:計(jì)算攝動(dòng)改正項(xiàng)；
[0025] 第七步:對(duì)升交距角聲、衛(wèi)星矢徑r、軌道傾角i進(jìn)行攝動(dòng)改正；
[0026] 第八步:計(jì)算衛(wèi)星在軌道面坐標(biāo)系中的位置；
[0027] 第九步:計(jì)算觀測(cè)瞬間升交點(diǎn)的經(jīng)度L;
[0028] 第十步:計(jì)算衛(wèi)星在瞬時(shí)地球坐標(biāo)系中的位置；
[0029] 第十一步:計(jì)算衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的位置。
[0030] 優(yōu)選的，所述平均角速度η通過(guò)以下步驟獲得：
[0031] 首先根據(jù)廣播星歷中給出的參數(shù)
計(jì)算出參考時(shí)亥Ijta的平均角速度no:
式中，GM為萬(wàn)有引力常數(shù)G與地球總質(zhì)量Μ的乘積，GM= 3 · 9860047 X 1014m3/s2， 然后根據(jù)廣播星歷中給定的攝動(dòng)參數(shù)Λη計(jì)算觀測(cè)時(shí)刻衛(wèi)星的平均角速度η:η=η()+Λ η。
[0032] 優(yōu)選的，所述計(jì)算攝動(dòng)改正項(xiàng)包括以下步驟：
[0033] 通過(guò)廣播星歷中給出的Cuc、Cus、Crc、C rs、Cic、Cis6個(gè)攝動(dòng)參數(shù)，求出由于地球引力場(chǎng) 位函數(shù)的二階帶諧系數(shù)項(xiàng)而引起的升交距角μ的攝動(dòng)改正項(xiàng)心、衛(wèi)星矢徑r的攝動(dòng)改正項(xiàng)δ τ， 和衛(wèi)星軌道傾角i的攝動(dòng)改正項(xiàng)心，計(jì)算公式如下：
[0037]優(yōu)選的，所述對(duì)升交距角p、衛(wèi)星矢徑r、軌道傾角i進(jìn)行攝動(dòng)改正的步驟為：
[0041]式中：~為衛(wèi)星軌道的長(zhǎng)半徑，io為刻的軌道傾角，由廣播星歷中的開(kāi)普勒參
為i的變化率，由廣播星歷中的攝動(dòng)參數(shù)給出。
[0042]優(yōu)選的，所述輸出模塊用于根據(jù)海用電子設(shè)備制定的標(biāo)準(zhǔn)格式NMEA格式或者二進(jìn) 制格式輸出所述導(dǎo)航結(jié)果。
[0043]通過(guò)本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點(diǎn)：
[0044] 本發(fā)明提供了一種自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)，包括:捕獲跟蹤處理模塊，報(bào)文提取模塊， 觀測(cè)量提取模塊，定位解算模塊，輸出模塊。通過(guò)捕獲跟蹤處理模塊對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行持續(xù)跟 蹤得到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù);通過(guò)報(bào)文提取模塊，觀測(cè)量提取模塊，獲得衛(wèi)星導(dǎo)航電文 和觀測(cè)量，然后通過(guò)定位解算模塊進(jìn)行定位解算，并通過(guò)輸出模塊進(jìn)行輸出，可以自動(dòng)持續(xù) 的獲得衛(wèi)星的導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行定位，進(jìn)而避免出現(xiàn)導(dǎo)航不及時(shí)的情況發(fā)生，具有及 時(shí)準(zhǔn)確的技術(shù)效果。
【附圖說(shuō)明】
[0045] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]為了使本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請(qǐng)，下面結(jié)合附圖， 通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案作詳細(xì)描述。
[0047]自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)從原理上主要分為四部分:捕獲跟蹤處理部分、報(bào)文和觀測(cè)量 提取部分、定位解算及系統(tǒng)輸出。
[0048]基于上述原理，自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。自動(dòng)導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)主要包 括:捕獲跟蹤處理模塊11，報(bào)文提取模塊12，觀測(cè)量提取模塊13，定位解算模塊14，輸出模塊 15。
[0049]捕獲跟蹤處理模塊11，用于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行持續(xù)跟蹤，并得到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文比 特?cái)?shù)據(jù)；
[0050] 報(bào)文提取模塊12,用于接收所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)，并從所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù) 中提取出衛(wèi)星導(dǎo)航電文；
[0051] 觀測(cè)量提取模塊13,用于從所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)中提取出觀測(cè)量，其中，所述觀 測(cè)量包括偽距觀測(cè)量、或多普勒觀測(cè)量、或載波相位觀測(cè)量；
[0052] 定位解算模塊14,用于根據(jù)所述觀測(cè)量和所述衛(wèi)星導(dǎo)航電文進(jìn)行聯(lián)合定位，獲得 導(dǎo)航結(jié)果；
[0053] 輸出模塊15,用于輸出所述導(dǎo)航結(jié)果。
[0054] 下面分別介紹各個(gè)模塊的具體功能。
[0055] 在捕獲跟蹤處理模塊11中，捕獲跟蹤數(shù)據(jù)處理包括轉(zhuǎn)換通道狀態(tài)、調(diào)整跟蹤載波 環(huán)路和碼環(huán)路狀態(tài)、維持正確跟蹤狀態(tài)、得出正確多普勒、碼相位以及載波相位等信息，還 會(huì)進(jìn)行比特同步和衛(wèi)星的導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)。
[0056] 在測(cè)量時(shí)刻，捕獲跟蹤數(shù)據(jù)處理模塊會(huì)把得到的觀測(cè)量值進(jìn)行封裝，通過(guò)系統(tǒng)接 口傳遞給下一個(gè)單元(報(bào)文提取模塊12,觀測(cè)量提取模塊13)，進(jìn)行報(bào)文解算和觀測(cè)量提取。
[0057] 報(bào)文提取模塊12用于接收所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)，并從所述導(dǎo)航電文比特?cái)?shù)據(jù)中 提取出衛(wèi)星星歷、歷書(shū)、UTC參數(shù)、電離層參數(shù)等導(dǎo)航電文。而觀測(cè)量提取模塊13,則主要求 得衛(wèi)星的偽距、多普勒、載波相位等觀測(cè)量。
[0058] 下面具體介紹報(bào)文提取模塊12和觀測(cè)量提取模塊13。
[0059] 報(bào)文提取模塊12。
[0060]報(bào)文提取模塊12,主要根據(jù)GPS和BD2(-種定位系統(tǒng))接口控制文件對(duì)比特流信息 進(jìn)行解碼，獲取衛(wèi)星導(dǎo)