[發(fā)明專利]基于徑向動態(tài)控制的GNSS模擬器測試場景生成方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610053086.3
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105629267B
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寇艷紅;張涵
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發(fā)明提供了一種基于徑向動態(tài)控制的GNSS模擬器測試場景生成方法和系統(tǒng)，將復雜載體運動投影分解為勻加加速直線運動與勻變幅勻變頻正弦運動，允許用戶按照測試需求配置徑向動態(tài)控制參數(shù)；再根據(jù)運動模型和星歷計算載體三維動態(tài)軌跡，連同星歷基準一起作為測試場景，可用于任意GNSS模擬器仿真信號。本發(fā)明既可逼近真實徑向動態(tài)，又允許用戶靈活配置，以提高測試效率并精確控制所仿真信號的碼相位和載波相位變化特性，從而為受徑向動態(tài)特性影響的模擬器及接收機性能指標的測試提供科學客觀的測試場景；基于本方法的測試不要求在模擬器仿真衛(wèi)星靜止和單頻輸出時進行，也不需要對射頻信號進行額外處理，能夠適應(yīng)所有調(diào)制體制的導航信號和正常星座動態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導航領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于徑向動態(tài)控制的GNSS模擬器測試場景生成方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

GNSS模擬器能夠精確可控地仿真產(chǎn)生GPS/BDS/GLONASS/Galileo衛(wèi)星所發(fā)播的、經(jīng)過空間傳播到達接收機的導航信號，是GNSS系統(tǒng)用戶接口與性能驗證、用戶設(shè)備聯(lián)試和應(yīng)用保障、導航產(chǎn)品測試檢驗和各種GNSS專題試驗不可或缺的重要儀器設(shè)備。

GNSS模擬器必須能夠逼真地模擬實際環(huán)境下GNSS接收機所接收導航信號的動態(tài)變化，其中碼速率、碼相位、載波多普勒、載波相位這些描述信號狀態(tài)的重要參數(shù)的變化主要取決于衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心與接收機天線相位中心在其視線(LOS，Line Of Sight)方向(又稱徑向)上的相對動態(tài)，包括相對位置、相對速度、相對加速度和相對加加速度等；在此基礎(chǔ)上還受到衛(wèi)星星歷誤差、星鐘誤差、電離層延遲、對流層延遲、相對論效應(yīng)、多徑效應(yīng)、硬件延遲等誤差因素的影響，這些影響均可以等效歸屬到LOS方向的用戶距離誤差(URE,User Range Error)上。模擬器所能正常仿真或接收機所能正常接收的GNSS信號的動態(tài)參數(shù)應(yīng)達到一定的范圍、分辨率和準確度要求，這些動態(tài)性能指標不僅是模擬器、也是接收機產(chǎn)品性能指標體系中一個非常重要的方面。此外，根據(jù)模擬器/接收機的工作原理、設(shè)計技術(shù)和試驗驗證方法，不同的碼相位、載波相位變化特性會在一定程度上影響模擬器仿真產(chǎn)生信號所能達到的精度/接收機跟蹤信號所能達到的測量精度，包括模擬器仿真/接收機測量的偽距精度、偽距率精度、載波相位精度、不同信號或不同通道之間的一致性等性能指標。因此，研究這些受徑向動態(tài)特性影響的指標測試所需的載體動態(tài)場景設(shè)計方法，是規(guī)范化模擬器/接收機性能指標測試評估的必要手段，對于模擬器/接收 機產(chǎn)品合格評定與質(zhì)量認證，以及開展各種可控動態(tài)條件下的聯(lián)調(diào)聯(lián)試和系統(tǒng)試驗，都具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種可用于受徑向動態(tài)特性影響的模擬器和接收機性能指標測試的載體三維動態(tài)軌跡生成方法，以實現(xiàn)對模擬器所仿真信號的碼相位變化和載波相位變化特性的精確控制，從而提高測試的科學性、客觀性、可控性和測試效率。

第一方面，本發(fā)明提供了一種基于徑向動態(tài)控制的GNSS模擬器測試場景生成方法，包括：

步驟S1，獲取用戶設(shè)置的衛(wèi)星星歷基準、仿真衛(wèi)星號、仿真起始時刻t₀，計算每一個仿真歷元時刻的衛(wèi)星三維動態(tài)參數(shù)；所述衛(wèi)星三維動態(tài)參數(shù)用于衛(wèi)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；