阅读说明：本技术 一种定位系统及其自动设置父卫星方法 (Positioning system and automatic father satellite setting method thereof ) 是由 蒋汝雯 楼喜中 王戍斌 叶凯枫 金宁 于 2020-03-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种定位系统及其自动设置父卫星方法,其特征在于,包括以下步骤：第一卫星发送无线帧,服务器记录所有收到所述第一卫星无线帧的第二卫星,记为第二卫星集合；服务器发出指令由第二卫星逐个与第一卫星测距,记录测距信息；根据测距信息从第二卫星集合中筛选出符合条件的第二卫星,将第一卫星设置为所述符合条件的第二卫星的父卫星,它通过卫星间的发送无线帧、卫星间的测距、父卫星的质量评估、父卫星选择算法的筛选等技术手段及结合,能够快速完成定位系统中卫星的父卫星设置,人工干预较少,解决了人工配置的局限性,人工判断工作量大,容易出现错误,导致同步链质量不佳,同步链过长,同步链过多等问题,具有显著的技术进步。(The invention discloses a positioning system and a method for automatically setting a father satellite, which are characterized by comprising the following steps: a first satellite sends a wireless frame, and a server records all second satellites receiving the wireless frame of the first satellite and records as a second satellite set; the server sends out an instruction to enable the second satellite to measure the distance with the first satellite one by one, and distance measurement information is recorded; the method has the advantages that the method can quickly complete the setting of the father satellite of the satellite in the positioning system through the technical means and combination of wireless frame sending among the satellites, ranging among the satellites, quality evaluation of the father satellite, screening of a father satellite selection algorithm and the like, and has remarkable technical progress.)

一种定位系统及其自动设置父卫星方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其是一种定位系统、及自动设置父卫星方 法。

背景技术

定位系统需要卫星进行全网同步。同步过程中，每一颗卫星都需要指定 一颗父卫星用于传递同步信息。传递同步信息的父子卫星称为同步链。配置 父卫星可以人工配置，但是人工配置有局限性。人工判断工作量大，容易出 现错误，导致同步链质量不佳，同步链过长，同步链过多等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种定位系统的自动设置父卫星方法，它能自 动选择父卫星，解决人工判断工作量大，容易出现错误的问题，另外在保证 同步链质量的前提下能有效避免同步链过长或过多问题。

为实现上述目的，本发明定位系统的自动设置父卫星方法，其特征在于， 包括以下步骤：

第一卫星发送无线帧，服务器记录所有收到所述第一卫星无线帧的第二 卫星，记为第二卫星集合；

服务器发出指令由第二卫星逐个与第一卫星测距，记录测距信息；

根据测距信息从第二卫星集合中筛选出符合条件的第二卫星，将第一卫 星设置为所述符合条件的第二卫星的父卫星。

在其中一优选实施例中，所述根据测距信息从第二卫星集合中筛选出符 合条件的第二卫星时，将测距信息输入父卫星选择算法或软件，由所述父卫 星选择算法或软件筛选出符合条件的第二卫星，记为合标第二卫星集合。

在其中一优选实施例中，所述合标第二卫星集合内的第二卫星发送无线 帧，服务器记录所有收到第二卫星无线帧的第三卫星，记为第三卫星集合；

第三卫星逐个与该第二卫星测距，记录测距信息；

将测距信息输入父卫星选择算法或软件，由所述父卫星选择算法或软件 筛选出符合条件的第三卫星，记为合标第三卫星集合；

将该第二卫星设置为所述符合条件的第三卫星的父卫星；

依此类推，遍历所述合标第二卫星集合内的第二卫星。

在其中一优选实施例中，还包括：遍历定位系统中除主卫星以外的所有 卫星，完成对应父卫星的设置。

在其中一优选实施例中，所述第一卫星发送无线帧，重复发送若干次， 每次间隔预设的时间。

在其中一优选实施例中，所述第一卫星和第二卫星发送无线帧，重复发 送若干次，每次间隔预设的时间。

在其中一优选实施例中，所述父卫星选择算法或软件的筛选符合条件的 卫星过程中，包括

当完成预设次数的测距，计算测距误差、测距标准差、测距成功率、信 号质量，判断是否符合阈值，如果全部符合阈值，则认定为符合父卫星合格 标准的卫星。

本发明还涉及一种定位系统，其特征在于：所述定位系统通过上述方法 进行父卫星的自动设置。

综上所述，本发明的方法，通过卫星间的发送无线帧、卫星间的测距、 父卫星的质量评估、父卫星选择算法的筛选等技术手段及结合，能够快速完 成定位系统中卫星的父卫星设置，人工干预较少，解决了人工配置的局限性， 人工判断工作量大，容易出现错误，导致同步链质量不佳，同步链过长，同 步链过多等问题，具有显著的技术进步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。

图1为某优选实施例中的一种定位系统卫星构成同步链的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说 明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

定位系统中，卫星部署完成之后，根据现场条件人工指定一个主卫星。 除了主卫星以外，所有卫星都需要设置父卫星。主卫星记为同步链第1级卫星， 以第1级卫星为父卫星的卫星记为同步链第2级卫星，以第2级卫星为父卫星的 卫星记为同步链第3级卫星，以此类推。同步链最大的级数记为N。由1～N级卫 星组成的父子卫星称为定位系统的同步链。

某优选实施例中，假如:

N为最大的同步链级数

M为同一同步链级数下，最大的卫星编号

集合P＝[1，2，…，N]

集合Q＝[1，2，…，M]

集合

集合

i表示第i级同步链，j表示第i级卫星的编号。i∈P，j∈Q

为指定的主同步卫星。

定位系统的自动设置父卫星方法时，步骤如下：

1)发无线帧，重复5次，每次间隔200ms，收到无线帧，由服务器记录

2)服务器发出指令由逐个与测距，记录测距信息。

3)在服务器上将测距信息输入父卫星选择算法。

4)由算法输出中部分(或全部卫星)的父卫星设置为设置了父卫星的 卫星记为(其中，集合)

5)中的一个卫星发无线帧，重复5次，每次间隔200ms，收到。

6)逐个与中发无线帧的卫星测距，记录测距信息。

7)重复步骤5)到6)，遍历q′中的元素。

8)在服务器上将测距信息输入父卫星选择算法。

9)由算法输出中部分(或全部卫星)的父卫星设置为设置了父卫星的 卫星记为(其中，集合)

10)重复步骤5)到9)，遍历所有卫星。

优选地，父卫星选择算法的准则包括：

i.选出符合父卫星合格标准的卫星

ii.同步链编号小的卫星优先，避免同步链过长和多链。

iii.如果同步链编号相同，则已经成为父卫星的卫星优先，避免多链情 况。

iv.如果符合i和ii条件的卫星>1个，则测距标准差小的优先。

v.如果符合i和ii条件的卫星>1个，按上述排序选两个卫星，第一个作为 父卫星，第二个作为备用父卫星。

在选择过程中，步骤i没有卫星符合父卫星标准时，选出标准差最小的卫 星作为父卫星。并显示父卫星告警。

其中，父卫星合格标准如下表所示，

项目	合格阈值	备注
			测距次数	>20次	可配置
测距值	求平均值得到测距值
			测距误差	<500mm	可配置
测距标准差	<50mm	可配置
			测距成功率	＝100％	可配置
信号质量	>-85dB	可配置

当完成预设次数的测距，计算测距误差、测距标准差、测距成功率、信 号质量，判断是否符合阈值，如果全部符合阈值，则认定为符合父卫星合格 标准的卫星。

参考图1，下面进一步举例描述本发明方法的具体实施步骤：

步骤一、设置为主卫星，首先由发无线帧，重复5次，每次间隔200ms， 收到无线帧，由服务器记录

步骤二、服务器发出指令由 逐个与测距，记录测距信息。

步骤三、在服务器上将测距信息输入父卫星选择算法。

a)只有和的测距数据，根据父卫星标准，可判断符合父卫星标准。 设置的父卫星为

b)与相同，父卫星均设为

c)和的测距数据，不符合父卫星标准，不设置父卫星。

步骤四、发无线帧，重复5次，每次间隔200ms，收到。

步骤五、逐个与测距，记录测距信息。

步骤六、发无线帧，重复5次，每次间隔200ms，收到。

步骤七、逐个与测距，记录测距信息。

步骤八、发无线帧，重复5次，每次间隔200ms，收到。

步骤九、逐个与测距，记录测距信息。

步骤十、至此，遍历了上一轮设置完父卫星的卫星。

步骤十一、测距信息输入算法

a)对于卫星获得了与的测距数据，根据父卫星标准，可判断符合父 卫星标准。设置的父卫星为

b)对于卫星获得了与的测距数据，根据父卫星标准，可判断都 符合父卫星标准，同步链编号相同，都不是别的卫星的父卫星。所 以按照测距标准差排序，选择标准差小的设置为父卫星，为备 用父卫星。

c)对于卫星获得了与的测距数据，根据父卫星标准，可判断都符合父卫星标准，同步链编号相同，都不是别的卫星的父卫星。 所以按照测距标准差排序，选择标准差小的设置为父卫星，为 备用父卫星。

d)对于卫星获得了与的测距数据，根据父卫星标准，可判断都符 合父卫星标准，选择的设置为父卫星。

e)对于卫星获得了与的测距数据，根据父卫星标准，没有符合父卫 星标准的卫星。

步骤十二、发送无线帧，收到无线帧，与测距，不符合父卫 星标准。此轮没有卫星能设置父卫星。则将设置为父卫星，并产生告 警，显示父卫星设置不合理

至此，所有卫星遍历完成，父卫星设置结束。

以上仅为本发明的优选实施例或者举例说明本发明方法的实现过程，并 非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说 明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领 域均包括在本发明的专利保护范围内。