[發明專利]基于徑向動態控制的GNSS模擬器測試場景生成方法和系統

有效

• 申請號: 201610053086.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105629267B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 寇艷紅;張涵
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種基于徑向動態控制的GNSS模擬器測試場景生成方法，其特征在于，包括：

步驟S1，獲取用戶設置的衛星星歷基準、仿真衛星號、仿真起始時刻t₀，計算每一個仿真歷元時刻的衛星三維動態參數；所述衛星三維動態參數用于衛星天線相位中心在ECEF空間直角坐標系中的位置、速度、加速度和加加速度信息；

步驟S2，獲取用戶設置的徑向動態場景；所述徑向動態場景用于模擬載體接收機天線相位中心相對于衛星天線相位中心的運動參數，包括初始動態、多個勻加加速直線運動段和多個勻變幅勻變頻正弦運動段以及每一個運動段內的徑向動態控制參數；其中，初始動態包括載體接收機天線相位中心在ECEF空間直角坐標系中的初始位置p_u0＝{x₀,y₀,z₀}及相對于衛星天線相位中心的初始速度v₀、初始加速度a₀和初始加加速度j₀；對于任意正整數k，當第k個運動段為勻加加速直線運動段時，徑向動態控制參數包括運動段持續時間Δt_k、徑向加速度跳變量徑向加加速度當第k個運動段為勻變幅勻變頻正弦運動段時，徑向動態控制參數包括運動段持續時間Δt_k、角頻率初值ω_k、距離幅度初值D_k、角頻率變化率距離幅度變化率

步驟S3，根據各個運動段內的徑向動態控制參數及相應的運動模型計算每一個仿真歷元時刻的徑向動態參數；所述徑向動態參數用于表示載體接收機天線相位中心相對于衛星天線相位中心的距離、速度、加速度和加加速度信息；

步驟S4，根據每一個仿真歷元時刻的衛星三維動態參數以及對應的徑向動態參數確定載體接收機天線相位中心在該仿真歷元時刻在ECEF空間直角坐標系中的位置、速度、加速度和加加速度信息，得到在ECEF空間直角坐標系的載體三維動態軌跡；

步驟S5，將所述載體三維動態軌跡和所述衛星星歷基準輸出。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述徑向動態參數包括：載體接收機天線相位中心相對于衛星天線相位中心的距離d(t)、速度v(t)、加速度a(t)和加加速度j(t)。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：對于第k個運動段內的仿真歷元時刻t，當第k個運動段為勻加加速直線運動段時，按照如下公式計算對應的徑向動態參數：

Δt＝t-t_k-1

其中，t_k-1是第k-1個運動段的結束時刻；a_k-1為第k-1個運動段結束時刻的相對加速度，v_k-1為第k-1個運動段結束時刻的相對速度；d_k-1為第k-1個運動段結束時刻的相對距離。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：對于第k個運動段內的仿真歷元時刻t，當第k個運動段為勻變幅勻變頻正弦運動段時，按照如下公式計算對應的徑向動態參數：

Δt＝t-t_k-1

其中，t_k-1是第k-1個運動段的結束時刻；d_k-1為第k-1個運動段結束時刻的相對距離；為正弦運動的初相。

5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，對于任意正整數n，第n個仿真歷元時刻t_n的衛星三維動態參數包括衛星天線相位中心的三維位置矢量三維速度矢量三維加速度矢量和三維加加速度矢量

所述步驟S4具體包括：按照如下公式計算載體接收機天線相位中心在仿真歷元時刻t_n在ECEF空間直角坐標系中的三維位置矢量和瞬時三維速度矢量三維加速度矢量和三維加加速度矢量

其中，d_n為第n個仿真歷元時刻的相對距離；v_n為第n個仿真歷元時刻的相對速度；a_n為第n個仿真歷元時刻的相對加速度；j_n為第n個仿真歷元時刻的相對加加速度。