星载GPS接收机的可见星预测方法

GPS接收机在低轨卫星上有广泛的应用。事先预测可见GPS卫星有助于接收机快速捕获。地面接收机直接取仰角大于的GPS卫星为可见卫星,这一判决方法不适用于星载GPS接收机。根据GPS卫星天线覆盖范围,提出了一种对轨道高度分段讨论的基于仰角的可见卫星判决方法。通过MATLAB和STK仿真得到这一方法的平均预测正确率和召回率都大于93%。因此,这种方法适用于不同低轨轨道高度、不同航天任务的星载GPS接收机。

基于动力学轨道外推的星载辅助GPS快速搜索方法

星载GPS接收机广泛应用于卫星实时导航定位、定时。只要捕获到至少4颗可见GPS卫星,GPS接收机就能完成一次定位。但由于星载GPS接收机处于高动态运动状态,无法接收外界辅助信息,因此大部分星载GPS接收机仍然采用轮询搜索方法对所有GPS卫星进行捕获,导致定位时间长。在此背景下,提出一种星载辅助GPS(AGPS)快速搜索方法,通过减少捕获次数来缩短定位时间。方法以卫星轨道运动规律为辅助信息,基于动力学轨道外推预测星载GPS接收机的概略位置,然后通过计算俯仰角实时判断GPS卫星对星载GPS接收机是否可见。星载GPS接收机可以优先捕获可见的GPS卫星,从而减少捕获次数,缩短定位时间。仿真结果表明,相比于轮询搜索、决策树搜索方法,为搜索到相同颗可见GPS卫星,星载辅助GPS快速搜索方法需要的捕获次数最少;并且,随着轨道高度增加,星载辅助GPS方法需要的捕获次数增加得最慢。