[發明專利]基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法

在審

• 申請號: 201710823017.0
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107632313A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 王淞波;王岳辰;馬文聰;萬程程;鄒國際;吉揚蕾;盧華英;劉杰強;孟斌;李東俊;申志敏;郭錦;龍珂
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司11650
• 代理人: 金楊,王大方

技術領域

本發明涉及衛星導航領域，尤其涉及一種基于相關性的衛星導航信號和SBAS(Satellite Based Augment System，星基增強系統)電文仿真方法。

背景技術

伴隨著GNSS應用領域的不斷拓展，某些高精度用戶對GNSS(Globle Navigation Satellite System，全球衛星導航系統)提出了更高的要求，尤其在民航領域，對精度、完好性、連續性及可用性等方面提出了苛刻的要求，與之相對應的SBAS系統，逐漸興起，并發展迅速。然而，針對SBAS終端的測試、驗證技術及仿真設備發展緩慢，開展衛星導航信號和SBAS電文信息仿真技術研究顯得尤為迫切和重要。

目前，國內國防科大、華麗創通等公司研發的衛星導航模擬器中具有仿真SBAS信號的功能，但其電文參數的生成由用戶或外部輸入，導航信號及SBAS電文無法保持相關性。

國外Spirent具有SBAS信號的仿真及生成功能，但其電文參數無法完全由統計誤差再進行計算得出，而是主要由用戶界面輸入，包括UDRE(User differential Range Error，用戶差分距離誤差)、時鐘-星歷協方差矩陣等關鍵完好性信息參數，由用戶通過圖形界面來設置。

這樣SBAS信號與導航信號相互獨立，不能保持衛星導航信號、長期改正參數、快速改正參數、完好性相關參數之間的相關性，在參數相關性遭到破壞的情況下，接收機無法利用該信息提升定位精度和完好性。在這樣的情況下，只能驗證接收機對SBAS信息的解調，并不能用于驗證接收機融合SBAS參數后的定位及完好性算法。

因此，開展基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文信息仿真方法研究尤為重要和迫切。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法。該方法在衛星星歷及用戶位置的基礎上仿真衛星導航信號觀測量，并添加適當的衛星位置誤差、衛星鐘差以及電離層延遲誤差；對誤差進行統計，仿真出SBAS電文參數的差分改正信息和完好性信息，并保持了導航信號和SBAS電文參數的相關性。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案

一種基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法，包含如下步驟；

步驟1，根據預設的衛星星歷、仿真時間、仿真用戶位置獲取基本的衛星導航信息；所述基本的衛星導航信息具體包括衛星導航信號電文和衛星導航信號觀測量；

步驟2，在基本的衛星導航信息基礎上，依據誤差模型疊加衛星位置誤差、衛星鐘差以及電離層延遲誤差；

步驟3，根據基本的衛星導航信息，以及疊加的衛星位置誤差及衛星鐘差，計算長期改正數，進而根據長期改正數計算快速改正數，以及UDRE值；

步驟4，根據衛星導航信號觀測量以及疊加的電離層延遲誤差，計算格網點電離層延遲量，以及GIVE值；

步驟5，根據監測站數量以及其對應坐標，完成導航衛星可見性的選擇，及時鐘-星歷協方差陣的計算，進而完成快速改正精度衰減因子的計算；

步驟6，將快速改正精度衰減因子填入SBAS電文進行播發。

作為本發明的基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法的進一步優選方案，在步驟2中，衛星位置誤差和衛星鐘差根據對IGS長期數據的分析及統計，選擇周期為12小時，幅值為3的正弦變化。

作為本發明的基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法的進一步優選方案，在步驟2中，電離層延遲誤差選擇：在Klobuchar8參數模型計算延遲量基礎上，疊加系數為0.4定比例的延遲量作為誤差。

作為本發明的基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法的進一步優選方案，所述衛星位置誤差、衛星鐘差以及電離層延遲誤差均包含可控誤差和隨機誤差，所述可控誤差用于仿真并計算長期及快速差分改正信息，所述隨機誤差用于仿真計算完好性信息。

作為本發明的基于相關性的衛星導航信號和SBAS電文仿真方法的進一步優選方案，在步驟3中，快速改正數是由有色誤差減去長期改正數的誤差所得，具體如下：

xErr_i(t)＝ErrCtrlX_i(t)-(int)(ErrLongCorrX_i(t)/0.125)×0.125

yErr_i(t)＝ErrCtrlY_i(t)-(int)(ErrLongCorrY_i(t)/0.125)×0.125