卫星导航算法的数据结构设计（持续更新）

卫星导航算法重构与多频多系统程序设计实践

原创

已于 2024-01-19 20:19:29 修改 · 1.2k 阅读

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#笔记 #c++

于 2024-01-19 20:14:53 首次发布

本文分享了作者在卫星导航算法重构过程中的经验，包括开源程序推荐、数据结构优化（如使用C++map设计）、C++IO流的应用、多线程多进程编程技巧以及处理多频多系统的需求。

这个学期一直在做卫星导航算法重构，重写一套算法过程中借鉴学习了各类开源程序，对目前用过的程序进行总结。

1、开源程序总结

卫星导航算法整体架构推荐阅读：上交GICI、与武大中心的POSGO ，架构合理优秀，他们的数据结构会更适用于多频多系统。强烈建议卫星导航的一些数据结构一定要按照C++ map容器设计，卫星号为健，对应相应的卫星信息。摆脱传统的数组或者结构体，不然在设计多频多系统时会吃亏。（后面会单独详细总结）。

多频多系统程序设计推荐阅读：武大中心PRIDE-PPP-AR，适应了所有频点，模糊度固定，功能强大。我们一般可以通过卫星位置与sunpos信息，大致确定卫星的姿态，并且对于GPS与GLONASS 的eclip 现象可进一步精确计算卫星的姿态。但是在此程序中还添加了att.obx文件，我们能获取高精度卫星姿态信息，在进行windup修正时，会有进一步的提升，这样类似的提升在此开源程序还有很多很多

2、卫星导航程序算法数据结构总结

学会使用C++ IO流

如果要重构一份卫星导航程序，个人建议摆脱Rtklib的C语言文件读取，随着文件版本的迭代、例如CLK文件3,04等文件版本更新，出现了许多空格等因素造成的文件读取失败，建议用C++ IO流方式进行文件读取，方便高效快速。

观测文件数据设计

利用C++ STL库设计观测数据，以下是一个简单的例子

struct Carrierphase {
  double value;//载波相位值
  uint8_t LLi; //周跳标识符
  int snr;     //载噪比
  double freq;
  string code;
};
//伪距
struct Pseudorange{
  double freq;
  double value;
  string code;
};
struct MeasData
{
  map<int,Carrierphase> L;
  map<int,Pseudorange> P;
  map<int,double> D;
  map<int,double> S;
};

//每一个历元的存储的观测数据（根据不同的系统分开存储，为了后续可以快速修改）
struct MeasDatas {
  map<int,MeasData> GpsObservationData;
  map<int,MeasData> GlonassObservationData;
  map<int,MeasData> GalieoObservationData;
  map<int,MeasData> Bds2ObservationData;
  map<int,MeasData> Bds3ObservationData;

  //对应的prn，每颗卫星存储的观测值，因为不存在同一个历元出现相同的卫星好的数据，所以用map存储
};

后面发现在GICI、POSGO 开源代码都有类似的数据结构，（英雄所见略同) 并且由于map是