本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航技術領域，尤其涉及一種抗多徑的GNSS快速選星方法及裝置。

背景技術：

全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一種基于人造地球衛(wèi)星的星基無線電導航系統(tǒng)，為全球陸?？仗斓母鞣N軍用民用設備提供全天候、高精度的位置、速度和時間信息。當今正在運行的GNSS系統(tǒng)主要包括美國的全球定位系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯定位系統(tǒng)、歐洲的伽利略定位系統(tǒng)和中國的北斗定位系統(tǒng)。同時接收以上多個系統(tǒng)衛(wèi)星信號的GNSS接收機稱作多星座GNSS接收機，它可以利用更多的衛(wèi)星信號以提高定位的精度和可靠性。

其中，GNSS接收機的衛(wèi)星導航定位解算精度取決于衛(wèi)星的偽距觀測量誤差和幾何精度因子(GDOP，Geometric Dilution of Precision)，而GDOP是由用于定位解算的衛(wèi)星幾何分布決定的?，F(xiàn)有技術中，常用的選星方法是在可見星中找出所有衛(wèi)星組合(例如用S顆衛(wèi)星組合)，通過計算所有組合的GDOP值，從中選出GDOP值最小衛(wèi)星組合作為最終的選星結果。假設在某一觀測時刻，接收機可同時探測到全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的n(n>4)顆衛(wèi)星，根據(jù)上述算法會在n顆衛(wèi)星中遍歷所有的衛(wèi)星組合所對應的GDOP值，其中，H為權系數(shù)矩陣，因此傳統(tǒng)的選星算法需要進行次GDOP值計算，而且每次計算均涉及矩陣乘法、矩陣求逆等運算。

然而，隨著北斗和伽利略系統(tǒng)部署的在軌衛(wèi)星越來越多，多星座衛(wèi)星導航接收機可以接收到的可見星數(shù)量大幅增加，所以，上述選星算法需要計算的衛(wèi)星組合數(shù)急劇增加，已經(jīng)無法滿足實時定位的要求；另外，上述的選星算法基于GDOP最小的原則，只關注衛(wèi)星的幾何分布最小化，如果將多徑影響嚴重的衛(wèi)星選入其中，將嚴重惡化用戶測距誤差，最終的接收機定位精度未必最優(yōu)。

技術實現(xiàn)要素：

為克服相關技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種抗多徑的GNSS快速選星方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種抗多徑的GNSS快速選星方法，該方法包括：

分別接收各捕獲到的衛(wèi)星的導航電文信息；

根據(jù)所述導航電文信息中的衛(wèi)星健康狀況，從所述各捕獲到的衛(wèi)星中剔除不健康衛(wèi)星得到健康衛(wèi)星組；

根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的導航電文信息，計算所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角；

根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角，從所述健康衛(wèi)星組中剔除仰角低于預設仰角閾值的衛(wèi)星得到仰角衛(wèi)星組；

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子；

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子，從所述仰角衛(wèi)星組剔除多徑因子大于預設多徑因子閾值的衛(wèi)星，得到低多徑因子衛(wèi)星組；

根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量，從所述低多徑因子衛(wèi)星組選出預設數(shù)量的衛(wèi)星。

可選地，根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子，包括：

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值；

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值，確定所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的峰值區(qū)域對應的邊界相位采樣點；

根據(jù)所述各衛(wèi)星的峰值區(qū)域對應的邊界相位采樣點，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子MPF；

其中，A為所述相關峰值區(qū)域對應的第一邊界相位采樣點，B為所述相關峰值區(qū)域對應的第二邊界相位采樣點，Y為所述相關峰值區(qū)域中各相位采樣點對應的衛(wèi)星信號與本地碼的相關值，Y_M為衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值。

可選地，根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值，包括：

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，獲取所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值；

所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值對應的相位采樣點，確定距離所述相關峰值對應的相位采樣點預設相位的相位采樣區(qū)域作為相關峰值區(qū)域；

根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果中除所述相關峰值區(qū)域之外相關區(qū)域的相關結果均值M_Noise和標準差STD_Noise；

根據(jù)所述相關結果均值M_Noise和標準差STD_Noise，計算出所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值T；

其中，T＝M_Noise+C*STD_Noise，C為比例系數(shù)。

可選地，根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量，從所述低多徑因子衛(wèi)星組選出預設數(shù)量的衛(wèi)星，包括：

根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角進行衛(wèi)星分組，得到多個衛(wèi)星子組；

根據(jù)所述多個衛(wèi)星子組中各衛(wèi)星的信號質量，分別從所述多個衛(wèi)星子組中選取一個信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星得到質量最優(yōu)衛(wèi)星組；

跟據(jù)所述質量最優(yōu)衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到低仰角衛(wèi)星組和高仰角衛(wèi)星組；

根據(jù)所述高仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和信號質量，從所述高仰角衛(wèi)星組中選取第一預設數(shù)量的衛(wèi)星；

根據(jù)所述低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的方位角和信號質量，從所述低仰角衛(wèi)星組中選取第二預設數(shù)量的衛(wèi)星。

可選地，根據(jù)所述低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的方位角和信號質量，從所述低仰角衛(wèi)星組中選取第二預設數(shù)量的衛(wèi)星，包括：

根據(jù)所述低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到第一低仰角衛(wèi)星組和第二低仰角衛(wèi)星組，所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角小于所述第二低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角；

根據(jù)所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的信號質量，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中選取一個信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1；

根據(jù)所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的方位角，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中選取一個與所信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1方位角差值最大的衛(wèi)星S2；

根據(jù)所述所信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1對應的方位角Az1和所述方位角差值最大的衛(wèi)星S2對應的方位角Az2，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中分別選取兩個方位角距離(Az1+Az2)/2和(Az1+Az2)/2+PI最接近的衛(wèi)星；

判斷在第一低仰角衛(wèi)星組和所述高仰角衛(wèi)星組中選取的衛(wèi)星數(shù)量之和是否滿足所述預設數(shù)量要求；

如果不滿足要求，則從所述第二低仰角衛(wèi)星組中選取剩余數(shù)量的衛(wèi)星。

可選地，從所述第二低仰角衛(wèi)星組中選取剩余數(shù)量的衛(wèi)星，包括：

按照所述第一低仰角衛(wèi)星組中所選取的衛(wèi)星的方位角差值由大到小的順序進行排序，得到排序后的衛(wèi)星組；

按照剩余待選取的衛(wèi)星數(shù)量，計算排序后的衛(wèi)星組中與所述剩余待選取的衛(wèi)星數(shù)量對應的相鄰兩個衛(wèi)星的方位角均值；

從所述第二低仰角衛(wèi)星組中選取方位角與所述方位角均值差值最小的衛(wèi)星。

可選地，跟據(jù)所述質量最優(yōu)衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到低仰角衛(wèi)星組和高仰角衛(wèi)星組，包括：

跟據(jù)所述質量最優(yōu)衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到初始低仰角衛(wèi)星組和初始高仰角衛(wèi)星組；

從所述初始低仰角衛(wèi)星組中剔除衛(wèi)星信號質量低于第一預設信號質量閾值的衛(wèi)星，得到低仰角衛(wèi)星組；

從所述初始高仰角衛(wèi)星組中剔除衛(wèi)星信號質量低于第二預設信號質量閾值的衛(wèi)星，得到高仰角衛(wèi)星組。

根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，還提供了一種抗多徑的GNSS快速選星裝置，該裝置包括：

導航電文獲取模塊：用于分別接收各捕獲到的衛(wèi)星的導航電文信息；

健康衛(wèi)星篩選模塊：用于根據(jù)所述導航電文信息中的衛(wèi)星健康狀況，從所述各捕獲到的衛(wèi)星中剔除不健康衛(wèi)星得到健康衛(wèi)星組；

衛(wèi)星角度計算模塊：用于根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的導航電文信息，計算所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角；

仰角篩選模塊：根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角，從所述健康衛(wèi)星組中剔除仰角低于預設仰角閾值的衛(wèi)星得到仰角衛(wèi)星組；

多徑因子計算模塊：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子；

多徑因子篩選模塊：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子，從所述仰角衛(wèi)星組剔除多徑因子大于預設多徑因子閾值的衛(wèi)星，得到低多徑因子衛(wèi)星組；

選星模塊：根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量，從所述低多徑因子衛(wèi)星組選出預設數(shù)量的衛(wèi)星。

本發(fā)明實施例提供的一種抗多徑的GNSS快速選星方法及裝置，通過對接收到的導航電文信息的分析，依次剔除捕獲到的衛(wèi)星中的不健康的衛(wèi)星、仰角低于閾值的衛(wèi)星以及多徑影響嚴重的衛(wèi)星；然后，根據(jù)衛(wèi)星的方位角、仰角以及信號質量從篩選后的衛(wèi)星中進行選星。本發(fā)明實施例提供的方法綜合考慮了用戶測距誤差和衛(wèi)星幾何分布的影響，在考慮衛(wèi)星幾何分布時排除了受多徑影響嚴重的衛(wèi)星，保證了最終定位解算的精；并且，該方法不需要計算GDOP，有效解決了傳統(tǒng)選星方法計算量太大的問題，滿足了接收機實時定位的要求。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種抗多徑的GNSS快速選星方法的流程示意圖；

圖2為圖1中的多徑因子的計算方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果示意圖；

圖4為圖1中的根據(jù)低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量進行選星的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種抗多徑的GNSS快速選星裝置的結構示意圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

針對現(xiàn)有的選星算法計算量大的問題，本發(fā)明實施例提出了一種抗多徑的GNSS快速選星方法，該方法綜合考慮用戶測距誤差和衛(wèi)星幾何分布的影響，在考慮衛(wèi)星幾何分布時排除了受多徑影響嚴重的衛(wèi)星，無需計算GDOP，有效解決了傳統(tǒng)選星方法計算量太大的問題。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種抗多徑的GNSS快速選星方法的流程示意圖。如圖1所示，該方法具體包括如下步驟：

S110：分別接收各捕獲到的衛(wèi)星的導航電文信息。

在接收機完成初次定位后，通過接收機中的捕獲模塊捕獲到可見星后，再利用接收機中的跟蹤模塊以及跟蹤模塊之前的相關模塊接收所捕獲衛(wèi)星的衛(wèi)星信號，其中，衛(wèi)星發(fā)射的信號包含了載波、偽碼和導航電文三個信號層次，導航電文中又包含有星歷和歷書信息，星歷中包含了當前衛(wèi)星的位置和健康狀況，歷書包含了當前星座系統(tǒng)中所有衛(wèi)星的位置和健康狀況信息。

S120：根據(jù)所述導航電文信息中的衛(wèi)星健康狀況，從所述各捕獲到的衛(wèi)星中剔除不健康衛(wèi)星得到健康衛(wèi)星組。

S130：根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的導航電文信息，計算所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角。

首先，從健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的導航電文信息中解析出星歷和歷書信息，根據(jù)解析出的星歷和歷書信息計算衛(wèi)星的空間位置；然后，根據(jù)衛(wèi)星空間位置和當前接收機的位置，計算衛(wèi)星的仰角和方位角。

其中，對于衛(wèi)星空間位置的計算可以采用星歷中的開普勒軌道參數(shù)計算，具體包括如下步驟：計算規(guī)化時間tk；計算衛(wèi)星的平均角速度n；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的平近點角Mk；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的偏近點角E_k；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的真近點角ν_k；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的升交點角Ф_k；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的攝動校正項δu_k、δr_k和δi_k；計算攝動校正后的升交點角距u_k、衛(wèi)星矢徑長度r_k和軌道傾角i_k；計算衛(wèi)星信號發(fā)射時刻的升交點赤經(jīng)Ω_k；計算衛(wèi)星在WGS-84地心地固直角坐標系(X_T,Y_T,Z_T)中的坐標(x_k，y_k，z_k)。當然，并不限于所述方法，例如，也可以根據(jù)前一時刻的位置和衛(wèi)星速度插值得到。

進一步的，衛(wèi)星的仰角(E)和方位角(A)可以采用如下計算公式：

在公式(1)和(2)中，φ₁為接收機的所處位置的經(jīng)度；φ₂為衛(wèi)星的軌位經(jīng)度；β為接收機的所處位置的緯度。

S140：根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角，從所述健康衛(wèi)星組中剔除仰角低于預設仰角閾值的衛(wèi)星得到仰角衛(wèi)星組。

由于如果衛(wèi)星的仰角非常低，其容易被周圍建筑物或者環(huán)境遮擋，引起的多徑誤差通常比較嚴重，并且低仰角衛(wèi)星的電離層和對流層延時誤差也更嚴重，因此，本發(fā)明實施例在進行衛(wèi)星多因子計算前，剔除了仰角低于預設仰角閾值的衛(wèi)星，其中，預設仰角閾值可以設為5～10度中的任一值，但并不限于所述范圍。

S150：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子。

在本發(fā)明實施例中，多徑因子用接收機中相關器輸出的峰值區(qū)域的相關結果累加除以最大相關峰值來表示。圖2為圖1中的多徑因子的計算方法的流程示意圖，如圖2所示，具體包括計算過程如下：

S151：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值。

具體的，首先，根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，獲取所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值。

如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果示意圖，在圖3中尋得相關峰值對應的相位采樣點為M點。

其次，仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值對應的相位采樣點，確定距離所述相關峰值對應的相位采樣點預設相位的相位采樣區(qū)域作為相關峰值區(qū)域。將相關峰值對應的相位采樣點附件的區(qū)域作為相關峰值區(qū)域，在具體實施時，可以將距離相關峰值對應的相位采樣點正負1-2個碼距離的區(qū)域作為相關峰值區(qū)域。

然后，根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果中除所述相關峰值區(qū)域之外相關區(qū)域的相關結果均值M_Noise和標準差STD_Noise。根據(jù)除所述相關峰值區(qū)域之外相關區(qū)域的相位采樣點的個數(shù)以及與各相位采樣點對應的相關結果，計算出相關結果均值M_Noise和標準差STD_Noise。

最后，根據(jù)所述相關結果均值M_Noise和標準差STD_Noise，計算出所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值T，其中，T＝M_Noise+C*STD_Noise，C為比例系數(shù)。

S152：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的相關閾值，確定所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的峰值區(qū)域對應的邊界相位采樣點。

如圖3所示，相關結果超過閾值T的AB區(qū)域即為峰值區(qū)域，即A和B分別為峰值區(qū)域的第一(下)邊界相位采樣點和第二(上)邊界相位采樣點。

S153：根據(jù)所述各衛(wèi)星的峰值區(qū)域對應的邊界相位采樣點，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子MPF，其中，Y為所述相關峰值區(qū)域中各相位采樣點對應的衛(wèi)星信號與本地碼的相關值，Y_M為衛(wèi)星信號與本地碼的相關峰值。

由于多徑因子反應了衛(wèi)星受多徑影響的嚴重程度，可以用相關峰值區(qū)域的歸一化面積來描述，歸一化面積越大，多徑影響越嚴重，用戶測距誤差越大。本發(fā)明實施例通過尋找相關峰值位置，設置相關值的閾值，閾值以上為信號相關結果，閾值以下為噪聲。在相關峰值附近檢測大于閾值的相關值以確定信號區(qū)域。信號區(qū)域內的相關值累加并用相關峰值歸一化，得到最終的多徑相關因子。

S160：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子，從所述仰角衛(wèi)星組剔除多徑因子大于預設多徑因子閾值的衛(wèi)星，得到低多徑因子衛(wèi)星組。

通過剔除多徑影響嚴重的衛(wèi)星，這樣，在后續(xù)考慮衛(wèi)星幾何分布時排除了受多徑影響嚴重的衛(wèi)星，保證了最終定位解算的精度。

S170：根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量，從所述低多徑因子衛(wèi)星組選出預設數(shù)量的衛(wèi)星。

在進行選星算法的原則是，保留合適數(shù)量的衛(wèi)星(比如6-8顆)，并且，衛(wèi)星的幾何分布要好，這里的幾何分布可以用接收機與衛(wèi)星組成的多面體的體積表示，體積越大越好。為實現(xiàn)快速選星，本發(fā)明實施例采用衛(wèi)星分組的方式進行選星。

如圖4所示，為圖1中的根據(jù)低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量進行選星的流程示意圖，具體包括如下步驟：

S171：根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角進行衛(wèi)星分組，得到多個衛(wèi)星子組。

具體的，可以將每個子組的仰角和方位角均設為5度，然并不限于所述數(shù)值，搜索低多徑因子衛(wèi)星組中衛(wèi)星仰角和方位角均相差5度以內的衛(wèi)星進行分組。

S172：根據(jù)所述多個衛(wèi)星子組中各衛(wèi)星的信號質量，分別從所述多個衛(wèi)星子組中選取一個信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星得到質量最優(yōu)衛(wèi)星組。

通過合并衛(wèi)星的方位角和仰角相差較近的衛(wèi)星，可以不影響幾何分布的情況下，剔除信號質量差的衛(wèi)星，保留信號質量好的衛(wèi)星以供接下來的步驟選擇。

其中，本發(fā)明實施例中，衛(wèi)星信號質量SSQ用多徑因子MPF和載噪比CN0的組合來表示，如下式所示：

SSQ＝A*CN0+B/MPF (3)

公式(3)中，A和B為比例系數(shù)，表示載噪比和多徑因子在選星中占的比重大小，在具體實施過程，可將A設為1，B設為50-60左右，但并不限于所述數(shù)值。

S173：跟據(jù)所述質量最優(yōu)衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到低仰角衛(wèi)星組和高仰角衛(wèi)星組。

本實施例中，將低仰角衛(wèi)星組設為仰角值為0～60度，高仰角衛(wèi)星組設為仰角值為60～90度，但并不限于所述數(shù)值。

S174：根據(jù)所述高仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和信號質量，從所述高仰角衛(wèi)星組中選取第一預設數(shù)量的衛(wèi)星。

由于使用單星座系統(tǒng)進行定位，最少需要4顆衛(wèi)星，每加一個星座需要增加一顆衛(wèi)星，所以采用多星座系統(tǒng)進行定位通常需要七、八顆衛(wèi)星。

進一步的，為實現(xiàn)快速選星，在高仰角衛(wèi)星組中進行選星前，先剔除衛(wèi)星信號質量低于預設信號質量閾值T1的衛(wèi)星，然后在衛(wèi)星信號質量超過預設信號質量閾值T1的衛(wèi)星中，選擇仰角最高的一顆和衛(wèi)星質量最優(yōu)的一顆衛(wèi)星。

S175：根據(jù)所述低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的方位角和信號質量，從所述低仰角衛(wèi)星組中選取第二預設數(shù)量的衛(wèi)星。

為使最終挑選的衛(wèi)星，可以使多面體的體積盡可能的大，本發(fā)明實施例將低仰角衛(wèi)星組又按照仰角的高低分為兩個衛(wèi)星組，具體包括如下步驟：

1)根據(jù)所述低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角進行分組，得到第一低仰角衛(wèi)星組和第二低仰角衛(wèi)星組，所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角小于所述第二低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角。

例如，將第一低仰角衛(wèi)星組設為仰角值為0～30度，第二低仰角衛(wèi)星組設為仰角值為30～60度。

2)根據(jù)所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的信號質量，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中選取一個信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1。

3)根據(jù)所述第一低仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的方位角，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中選取一個與所信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1方位角差值最大的衛(wèi)星S2。

4)根據(jù)所述所信號質量最優(yōu)的衛(wèi)星S1對應的方位角Az1和所述方位角差值最大的衛(wèi)星S2對應的方位角Az2，從所述第一低仰角衛(wèi)星組中分別選取兩個方位角距離(Az1+Az2)/2和(Az1+Az2)/2+PI最接近的衛(wèi)星。

進一步的，在選出上述四顆衛(wèi)星后，本發(fā)明實施例，還計算以上四顆衛(wèi)星方位角的差，如果任意兩顆衛(wèi)星的方位角差值預設方位角閾值(例如30度)，則剔除兩顆衛(wèi)星中的信號質量最差的一顆衛(wèi)星。

另外，為實現(xiàn)快速選星，在第一低仰角衛(wèi)星組中進行選星前，先剔除衛(wèi)星信號質量低于預設信號質量閾值T3的衛(wèi)星，然后在衛(wèi)星信號質量超過預設信號質量閾值T3的衛(wèi)星中再按照上述步驟選星，其中，通常仰角組的信號質量更好，因此預設信號質量閾值T3可以設為小于預設信號質量閾值T1。

5)判斷在第一低仰角衛(wèi)星組和所述高仰角衛(wèi)星組中選取的衛(wèi)星數(shù)量之和是否滿足所述預設數(shù)量要求。

假設最終PVT解算需要S顆衛(wèi)星，高仰角組和低仰角組已選定的衛(wèi)星數(shù)目為N，則中仰角組中需要選擇S-N顆衛(wèi)星。

6)如果不滿足要求，則從所述第二低仰角衛(wèi)星組中選取剩余數(shù)量的衛(wèi)星。

具體的，可以首先按照所述第一低仰角衛(wèi)星組中所選取的衛(wèi)星的方位角差值由大到小的順序進行排序，得到排序后的衛(wèi)星組，例如，在第一低仰角衛(wèi)星組中選取了4顆衛(wèi)星，排序后分別A1,A2,A3,A4；然后，按照剩余待選取的衛(wèi)星數(shù)量，計算排序后的衛(wèi)星組中與所述剩余待選取的衛(wèi)星數(shù)量對應的相鄰兩個衛(wèi)星的方位角均值，例如，還差兩顆衛(wèi)星，則計算A1和A2的方位角均值為A12、以及A2和A3的方位角均值為A23，即計算前兩組衛(wèi)星的方位角均值。最后，從所述第二低仰角衛(wèi)星組中選取方位角與所述方位角均值差值最小的衛(wèi)星，例如，從第二低仰角衛(wèi)星組中選取距離方位角A12和A23最近的兩個衛(wèi)星，即實現(xiàn)了在第二低仰角衛(wèi)星組中選取距離第一仰角組衛(wèi)星方位角差別最大的衛(wèi)星。

另外，為實現(xiàn)快速選星，在第二低仰角衛(wèi)星組中進行選星前，先剔除衛(wèi)星信號質量低于預設信號質量閾值T2的衛(wèi)星，然后在衛(wèi)星信號質量超過預設信號質量閾值T2的衛(wèi)星中再按照上述步驟選星，其中，預設信號質量閾值T2可以設為大于設信號質量閾值T3且小于預設信號質量閾值T1。

通過上述選星方法，對衛(wèi)星的仰角和方位角的綜合考量，實現(xiàn)了所選衛(wèi)星的幾何分布的優(yōu)化；同時，在考慮幾何分布的同時，基于衛(wèi)星信號質量SSQ進行衛(wèi)星篩選，并且本實施例中衛(wèi)星信號質量SSQ用載噪比CN0和多徑因子MPF進行評價，載噪比反應了衛(wèi)星信號的強度，信號強度越大，用戶測距誤差越小，多徑因子反應了衛(wèi)星受多徑影響的嚴重程度，多徑影響越嚴重，用戶測距誤差越大，進而保證了最終定位解算的精度。

本發(fā)明實施例提供的抗多徑的GNSS快速選星方法，通過對接收到的導航電文信息的分析，依次剔除捕獲到的衛(wèi)星中的不健康的衛(wèi)星、仰角低于閾值的衛(wèi)星以及多徑影響嚴重的衛(wèi)星；然后，根據(jù)衛(wèi)星的方位角、仰角以及信號質量從篩選后的衛(wèi)星中進行選星。本發(fā)明實施例提供的方法綜合考慮了用戶測距誤差和衛(wèi)星幾何分布的影響，在考慮衛(wèi)星幾何分布時排除了受多徑影響嚴重的衛(wèi)星，保證了最終定位解算的精；并且，本發(fā)明實施例提供的方法不需要計算GDOP，有效解決了傳統(tǒng)選星方法計算量太大的問題，滿足了接收機實時定位的要求。

基于上述方法，本發(fā)明實施例還提供了一種抗多徑的GNSS快速選星裝置。圖5為本發(fā)明實施例提供的一種抗多徑的GNSS快速選星裝置的結構示意圖，如圖5所示，該裝置包括：

導航電文獲取模塊51：用于分別接收各捕獲到的衛(wèi)星的導航電文信息。

健康衛(wèi)星篩選模塊52：用于根據(jù)所述導航電文信息中的衛(wèi)星健康狀況，從所述各捕獲到的衛(wèi)星中剔除不健康衛(wèi)星得到健康衛(wèi)星組。

衛(wèi)星角度計算模塊53：用于根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的導航電文信息，計算所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角和方位角。

仰角篩選模塊54：根據(jù)所述健康衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角，從所述健康衛(wèi)星組中剔除仰角低于預設仰角閾值的衛(wèi)星得到仰角衛(wèi)星組。

多徑因子計算模塊55：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星信號與本地碼的相關結果，計算所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子。

多徑因子篩選模塊56：根據(jù)所述仰角衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的多徑因子，從所述仰角衛(wèi)星組剔除多徑因子大于預設多徑因子閾值的衛(wèi)星，得到低多徑因子衛(wèi)星組；

選星模塊57：根據(jù)所述低多徑因子衛(wèi)星組中各衛(wèi)星的仰角、方位角和信號質量，從所述低多徑因子衛(wèi)星組選出預設數(shù)量的衛(wèi)星。

本發(fā)明實施例提供的抗多徑的GNSS快速選星裝置，通過對接收到的導航電文信息的分析，依次剔除捕獲到的衛(wèi)星中的不健康的衛(wèi)星、仰角低于閾值的衛(wèi)星以及多徑影響嚴重的衛(wèi)星；然后，根據(jù)衛(wèi)星的方位角、仰角以及信號質量從篩選后的衛(wèi)星中進行選星。本發(fā)明實施例提供的選星裝置綜合考慮了用戶測距誤差和衛(wèi)星幾何分布的影響，在考慮衛(wèi)星幾何分布時排除了受多徑影響嚴重的衛(wèi)星，保證了最終定位解算的精；并且，該裝置不需要計算GDOP，有效解決了傳統(tǒng)選星方法計算量太大的問題，滿足了接收機實時定位的要求。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置或系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上僅是本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。