[發(fā)明專利]一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010018185.4
• 申請(qǐng)日: 2020-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111275757B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亮;展昕;孟海濤;王迪;張紅敏;趙勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): G06T7/70
• 分類號(hào): G06T7/70;G06T11/00;G01S19/42
• 代理公司: 河北東尚律師事務(wù)所 13124
• 代理人: 王文慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法，屬于偽衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域。其包括以下步驟：將原始DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)；生成具有高程顏色的圖像數(shù)據(jù)；等待用戶在場(chǎng)地圖像中布設(shè)偽衛(wèi)星并配置各個(gè)偽衛(wèi)星的天線參數(shù)和發(fā)射功率，并計(jì)算出各偽衛(wèi)星在場(chǎng)地中的實(shí)際位置坐標(biāo)；通過(guò)仿真計(jì)算出場(chǎng)地中各點(diǎn)的可視性信息、HDOP信息、VDOP信息以及平均仰角信息，并以可視化方式在場(chǎng)地圖像中顯示出來(lái)。本發(fā)明對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，不必盲目搜索計(jì)算區(qū)域內(nèi)所有位置，只需計(jì)算DEM點(diǎn)位的仿真信息即可，具有計(jì)算量小、精度高、效果可靠的優(yōu)點(diǎn)，此外，通過(guò)輸入各導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星歷書(shū)信息，還可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航系統(tǒng)和偽衛(wèi)星的混合仿真。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及偽衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法。

背景技術(shù)

目前，以北斗和GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而，在某些情況下，如在城市“峽谷”或者山谷中,由于可視衛(wèi)星的數(shù)目太少或幾何圖形很差，從而不能可靠地確定定位。在室內(nèi)，由于衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)相當(dāng)微弱，或者在某些地方根本接收不到衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，利用衛(wèi)星進(jìn)行定位幾乎是不可能的。為解決這些問(wèn)題，在適當(dāng)位置上布置一定數(shù)目的偽衛(wèi)星，有利于構(gòu)成具有足夠強(qiáng)度的幾何圖形，從而在很大程度上提高導(dǎo)航定位解的精度。

現(xiàn)有技術(shù)中，偽衛(wèi)星布設(shè)一般都是基于位置搜索方法。當(dāng)偽衛(wèi)星和用戶處于同一高度時(shí)，在用戶附近用方位掃描；當(dāng)偽衛(wèi)星和用戶在不同高度時(shí)，用直角網(wǎng)格掃描的方法來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)搜索。這種偽衛(wèi)星位置的選擇方式要經(jīng)歷一個(gè)冗長(zhǎng)的搜索過(guò)程，若采用立體直角格網(wǎng)掃描，要進(jìn)行上億次的DOP計(jì)算。可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行偽衛(wèi)星布設(shè)時(shí)需要進(jìn)行大量的計(jì)算，布設(shè)工作不易實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法，該方法在獲取DEM數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)處理和JPG處理，進(jìn)而對(duì)偽衛(wèi)星布設(shè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真分析，可以為用戶提供各種布設(shè)場(chǎng)景下的偽衛(wèi)星的可視性分布、HDOP分布、VDOP分布、平均仰角分布等信息，并且可通過(guò)輸入各導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星歷書(shū)信息進(jìn)行導(dǎo)航系統(tǒng)和偽衛(wèi)星的混合仿真。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法，其包括以下步驟：

（1）輸入場(chǎng)地的原始DEM數(shù)據(jù)以及DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息，利用DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息，通過(guò)高斯投影將原始DEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

（2）根據(jù)原始DEM數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息，生成具有高程顏色的圖像數(shù)據(jù)；

（3）根據(jù)圖像數(shù)據(jù)顯示場(chǎng)地圖像，等待用戶在場(chǎng)地圖像中布設(shè)偽衛(wèi)星并配置各個(gè)偽衛(wèi)星的天線參數(shù)和發(fā)射功率，根據(jù)偽衛(wèi)星在場(chǎng)地圖像中的位置，結(jié)合平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算出各偽衛(wèi)星在場(chǎng)地中的實(shí)際位置坐標(biāo)；

（4）根據(jù)各偽衛(wèi)星的位置坐標(biāo)、天線參數(shù)和發(fā)射功率，通過(guò)仿真計(jì)算出場(chǎng)地中各點(diǎn)的可視性信息、HDOP信息、VDOP信息以及平均仰角信息，并以可視化方式在場(chǎng)地圖像中顯示出來(lái)。

進(jìn)一步的，所述步驟（2）的具體方式為：

（201）根據(jù)DEM數(shù)據(jù)中的點(diǎn)位的緯度和經(jīng)度信息確定點(diǎn)位的位置；

（202）利用DEM數(shù)據(jù)中的點(diǎn)位的高程信息確定點(diǎn)位的顏色代碼；

（203）利用步驟（201）和（202）所得到的DEM數(shù)據(jù)中的全部點(diǎn)位的位置和顏色代碼，通過(guò)圖像轉(zhuǎn)換方法生成一幅以顏色標(biāo)示各點(diǎn)高程的圖像數(shù)據(jù)。

此外，本發(fā)明還提供一種基于DEM數(shù)據(jù)處理的偽衛(wèi)星場(chǎng)地仿真布設(shè)方法，其包括以下步驟：

（1）輸入場(chǎng)地的原始DEM數(shù)據(jù)以及DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息，利用DEM數(shù)據(jù)的坐標(biāo)信息，通過(guò)高斯投影將原始DEM數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)；