本發(fā)明涉及通信導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行參考站是基礎(chǔ)地理信息框架的重要組成部分，是目前國際上主要的地面地理信息采集設(shè)施，是坐標(biāo)框架建設(shè)和維持的主要技術(shù)手段，在基礎(chǔ)測繪、城市規(guī)劃、國土管理、城鄉(xiāng)建設(shè)、環(huán)境檢測、防災(zāi)減災(zāi)、交通監(jiān)控等多項(xiàng)現(xiàn)代信息化管理和科學(xué)研究領(lǐng)域中具有廣泛用途。

為了滿足高精度動(dòng)態(tài)導(dǎo)航定位服務(wù)的要求，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)厘米級(jí)、分布均勻、可靠性高的實(shí)時(shí)定位應(yīng)用，基于區(qū)域連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)RTK(real-time kinematic，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))定位技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)需要建立一個(gè)CORS(Continuously Operating Reference stations，連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng))系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)是指在一定區(qū)域均勻分布多個(gè)(三個(gè)或三個(gè)以上)連續(xù)運(yùn)行參考站，在該地區(qū)構(gòu)成網(wǎng)狀覆蓋，并利用互聯(lián)網(wǎng)作為通信鏈路，把參考站實(shí)時(shí)觀測值傳送到計(jì)算中心，根據(jù)各參考站精確已知的坐標(biāo)信息，在計(jì)算中心完成對網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的電離層、對流層、軌道誤差等誤差的建模，并實(shí)時(shí)生成流動(dòng)站位置的改正信息。將此改正信息按RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services，國際海運(yùn)事業(yè)無線電技術(shù)委員會(huì))差分電文進(jìn)行編碼，通過無線通信鏈路(GSM/GPRS/CDMA等)實(shí)時(shí)地向不同需求、不同類型、不同層次的用戶提供經(jīng)過GPS觀測值(載波相位、偽距)、各種改正數(shù)及狀態(tài)信息，以及其他有關(guān)服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)，從而在用戶端實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)時(shí)定位。

目前針對連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)(CORS)的性能測試分析均是針對某些已經(jīng)建成的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的區(qū)域定點(diǎn)測試。因此以往的性能測試分析手段靈活性不強(qiáng)，均需要建立物理參考站進(jìn)行測試，同時(shí)不具有在參考站網(wǎng)、用戶改變的情況下對連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)功能及性能進(jìn)行測試的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在參考站網(wǎng)、用戶改變的情況下對連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)進(jìn)行測試的功能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例一方面提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)、第一信號(hào)源、第二信號(hào)源、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)、移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)、參考站接收機(jī)、移動(dòng)站用戶接收機(jī)、參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)以及效能評(píng)估計(jì)算機(jī)，其中：所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)，用于為所述第一信號(hào)源、第二信號(hào)源、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)以及移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)提供配置參數(shù)；所述第一信號(hào)源，用于為所述參考站接收機(jī)提供射頻信號(hào)；所述第二信號(hào)源，用于為所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)提供射頻信號(hào)并為所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)提供理論數(shù)據(jù)；所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)，用于根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真，得到所述多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)，并將所述仿真觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)；所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)，用于同步仿真多個(gè)移動(dòng)站用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位，并向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供概略坐標(biāo)并接收參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)；所述參考站接收機(jī)，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供參考站的觀測數(shù)據(jù)；所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供用戶的概略坐標(biāo)并接收所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的差分?jǐn)?shù)據(jù)，對所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行定位解算，并將單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)；所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)，用于將所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的仿真結(jié)果、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果與所述第二信號(hào)源發(fā)來的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到包括單點(diǎn)定位、差分定位、精度分析、時(shí)間可用性以及空間可用性的分析結(jié)果，并將所述分析結(jié)果以數(shù)值和曲線的方式顯示于當(dāng)前界面中。

進(jìn)一步地，所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)中包括：仿真參數(shù)配置模塊，用于為所述第一信號(hào)源配置包括參考站位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)配置包括參考站的個(gè)數(shù)與位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)配置包括用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述第二信號(hào)源配置包括用戶位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述第一信號(hào)源包括：仿真結(jié)果發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述參考站位置進(jìn)行星座衛(wèi)星軌道計(jì)算以及導(dǎo)航電文生成仿真；根據(jù)所述參考站位置和仿真起止時(shí)間完成空間環(huán)境仿真、用戶軌跡仿真以及觀測數(shù)據(jù)仿真，并生成射頻信號(hào)發(fā)送給所述參考站接收機(jī)。

進(jìn)一步地，所述第二信號(hào)源包括：仿真結(jié)果發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述用戶位置進(jìn)行星座衛(wèi)星軌道計(jì)算、導(dǎo)航電文生成仿真、空間環(huán)境仿真、用戶軌跡仿真、觀測數(shù)據(jù)仿真，并生成射頻信號(hào)發(fā)送給所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)；理論數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將生成的用戶的理論位置信息發(fā)送給所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步地，所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)中包括：數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的配置參數(shù)；星座衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊，用于計(jì)算星座衛(wèi)星軌道；導(dǎo)航電文生成模塊，用于生成衛(wèi)星的導(dǎo)航電文；空間環(huán)境仿真模塊，用于根據(jù)預(yù)先配置的電離層模型、對流層模型、中性大氣模型以及多徑效應(yīng)模型完成空間環(huán)境誤差的仿真；觀測數(shù)據(jù)仿真模塊，用于根據(jù)仿真起止時(shí)間和各個(gè)參考站的位置仿真得到各個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送各個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)中包括：星座衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊，用于計(jì)算星座衛(wèi)星軌道；導(dǎo)航電文生成模塊，用于生成衛(wèi)星的導(dǎo)航電文；空間環(huán)境仿真模塊，根據(jù)預(yù)先配置的電離層模型、對流層模型、中性大氣模型、多徑效應(yīng)模型完成空間環(huán)境誤差的仿真；觀測數(shù)據(jù)仿真模塊，用于根據(jù)仿真起止時(shí)間和用戶的運(yùn)行軌跡仿真出移動(dòng)用戶接收到的仿真觀測數(shù)據(jù)；單點(diǎn)定位模塊，用于根據(jù)所述仿真觀測量數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于給參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送移動(dòng)用戶當(dāng)前時(shí)刻的概略坐標(biāo)；數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的配置參數(shù)以及參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)；差分定位模塊，用于根據(jù)所述仿真觀測數(shù)據(jù)以及所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行差分定位，并將得到的單點(diǎn)定位和差分定位的結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請另一方面還提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試方法，所述方法包括：參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)為第一信號(hào)源、第二信號(hào)源、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)以及移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)提供配置參數(shù)；所述第一信號(hào)源為參考站接收機(jī)提供射頻信號(hào)；所述第二信號(hào)源為移動(dòng)站用戶接收機(jī)提供射頻信號(hào)并為效能評(píng)估計(jì)算機(jī)提供理論數(shù)據(jù)；所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真，得到所述多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)，并將所述仿真觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)；所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)同步仿真多個(gè)移動(dòng)站用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位，并向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供概略坐標(biāo)并接收參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)；參考站接收機(jī)向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供參考站的觀測數(shù)據(jù)；移動(dòng)站用戶接收機(jī)向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供用戶的概略坐標(biāo)并接收所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的差分?jǐn)?shù)據(jù)，對所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行定位解算，并將單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)；所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)將所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的仿真結(jié)果、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果與所述第二信號(hào)源發(fā)來的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到包括單點(diǎn)定位、差分定位、精度分析、時(shí)間可用性以及空間可用性的分析結(jié)果，并將所述分析結(jié)果以數(shù)值和曲線的方式顯示于當(dāng)前界面中。

進(jìn)一步地，所述配置參數(shù)包括為所述第一信號(hào)源配置的包括參考站位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)配置的包括參考站的個(gè)數(shù)與位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)配置的包括用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述第二信號(hào)源配置的包括用戶位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真包括：所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)接到仿真起止時(shí)間、參考站的個(gè)數(shù)與位置后，開啟與參考站的個(gè)數(shù)相同的線程數(shù)量，用以實(shí)現(xiàn)多個(gè)參考站的觀測數(shù)據(jù)的同時(shí)仿真；在為各個(gè)參考站配置各自的線程后，向參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送配置完成狀態(tài)信息；相應(yīng)地，所述方法還包括：移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的仿真起止時(shí)間、用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡，開啟與用戶的個(gè)數(shù)相同的線程數(shù)量，用以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的同時(shí)仿真，同時(shí)每個(gè)用戶以Ntrip協(xié)議格式向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送身份驗(yàn)證信息。

進(jìn)一步地，所述方法還包括：參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參考站接收機(jī)發(fā)來的參考站的觀測數(shù)據(jù)、所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的概略坐標(biāo)以及所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的概略坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK解算，同時(shí)將解算得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)與所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果至少包括：

該發(fā)明提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，使復(fù)雜的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的測試可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，對于實(shí)際運(yùn)行的參考站針對于某一區(qū)域在空間可用性、時(shí)間可用性方面的分析主要是建立實(shí)際的物理參考站和使用物理的移動(dòng)站接收機(jī)，通過CORS數(shù)據(jù)處理中心軟件接收物理參考站的數(shù)據(jù)對移動(dòng)站接收機(jī)提供服務(wù)，移動(dòng)站接收機(jī)在測試區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)站接收機(jī)的定位結(jié)果進(jìn)行分析。通過仿真的方式實(shí)現(xiàn)參考站網(wǎng)和用戶的工作過程，無需部署實(shí)際的參考站網(wǎng)和用戶，為連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)物理參考站網(wǎng)的部署提供前期的仿真驗(yàn)證。

該發(fā)明提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)中參考站和移動(dòng)用戶的個(gè)數(shù)和位置可以根據(jù)用戶需求配置，能夠靈活的實(shí)現(xiàn)對連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心軟件在參考站及用戶容納能力上的測試，無需使用物理參考站和物理移動(dòng)站接收機(jī)。

該發(fā)明中參考站網(wǎng)和用戶觀測數(shù)據(jù)的仿真中可以根據(jù)測試人員的選擇提供不同模型的對流層模型、電離層模型、中性大氣模型的仿真，使參考站網(wǎng)和用戶的觀測數(shù)據(jù)更加接近于真實(shí)參考站和用戶接收到的數(shù)據(jù)，使對參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心網(wǎng)絡(luò)RTK算法的性能驗(yàn)證結(jié)果具有可信性。

該發(fā)明提供的一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，同步運(yùn)行實(shí)物的參考站與仿真的參考站，實(shí)物的用戶與仿真的用戶，使得仿真連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)更加接近真實(shí)運(yùn)行的系統(tǒng)，驗(yàn)證結(jié)果更加具有可信性。

在測試時(shí)間可用性方面不用考慮測試結(jié)果受移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響；

該發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)操作的界面和方式，驗(yàn)證人員可以隨時(shí)增加用戶的數(shù)量及運(yùn)動(dòng)方式，仿真測試結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)提供測試結(jié)果以報(bào)表的形式存儲(chǔ)，使連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)在空間可用性、時(shí)間可用性、服務(wù)能力等方面的測試驗(yàn)證簡便方便，便于發(fā)現(xiàn)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)施例所述的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)施例中連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試方法的流程圖；

圖3是本實(shí)施例中參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)的工作流程圖；

圖4是本實(shí)施例中移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)的工作流程圖；

圖5是本實(shí)施例中參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK數(shù)據(jù)處理的流程圖。

貫穿附圖，應(yīng)該注意的是，相似的標(biāo)號(hào)用于描繪相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的各種實(shí)施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細(xì)節(jié)，但是這些細(xì)節(jié)將被視為僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構(gòu)造的描述可被省略。

以下描述和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語和詞匯不限于文獻(xiàn)含義，而是僅由發(fā)明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該明顯的是，提供以下對本公開的各種實(shí)施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應(yīng)該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一個(gè)或更多個(gè)這樣的表面的引用。

請參閱圖1，本申請實(shí)施方式提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)1、第一信號(hào)源2、第二信號(hào)源3、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)4、移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)5、參考站接收機(jī)6、移動(dòng)站用戶接收機(jī)7、參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)8以及效能評(píng)估計(jì)算機(jī)9。

在本實(shí)施方式中，所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)1，用于為所述第一信號(hào)源、第二信號(hào)源、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)以及移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)提供配置參數(shù)。

所述第一信號(hào)源2，用于為所述參考站接收機(jī)提供射頻信號(hào)。

所述第二信號(hào)源3，用于為所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)提供射頻信號(hào)并為所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)提供理論數(shù)據(jù)。

所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)4，用于根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真，得到所述多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)，并將所述仿真觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)。

所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)5，用于同步仿真多個(gè)移動(dòng)站用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位，并向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供概略坐標(biāo)并接收參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)。

所述參考站接收機(jī)6，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供參考站的觀測數(shù)據(jù)。

所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)7，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供用戶的概略坐標(biāo)并接收所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的差分?jǐn)?shù)據(jù)，對所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行定位解算，并將單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)。

所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)9，用于將所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的仿真結(jié)果、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果與所述第二信號(hào)源發(fā)來的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到包括單點(diǎn)定位、差分定位、精度分析、時(shí)間可用性以及空間可用性的分析結(jié)果，并將所述分析結(jié)果以數(shù)值和曲線的方式顯示于當(dāng)前界面中。

具體地，所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)1中包括：

仿真參數(shù)配置模塊，用于為所述第一信號(hào)源配置包括參考站位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)配置包括參考站的個(gè)數(shù)與位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)配置包括用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述第二信號(hào)源配置包括用戶位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)。

在本實(shí)施方式中，所述第一信號(hào)源2包括：

仿真結(jié)果發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述參考站位置進(jìn)行星座衛(wèi)星軌道計(jì)算以及導(dǎo)航電文生成仿真；根據(jù)所述參考站位置和仿真起止時(shí)間完成空間環(huán)境仿真、用戶軌跡仿真以及觀測數(shù)據(jù)仿真，并生成射頻信號(hào)發(fā)送給所述參考站接收機(jī)。

在本實(shí)施方式中，所述第二信號(hào)源2包括：

仿真結(jié)果發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述用戶位置進(jìn)行星座衛(wèi)星軌道計(jì)算、導(dǎo)航電文生成仿真、空間環(huán)境仿真、用戶軌跡仿真、觀測數(shù)據(jù)仿真，并生成射頻信號(hào)發(fā)送給所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)；

理論數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將生成的用戶的理論位置信息發(fā)送給所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)。

在本實(shí)施方式中，所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)4中包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的配置參數(shù)；

星座衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊，用于計(jì)算星座衛(wèi)星軌道；

導(dǎo)航電文生成模塊，用于生成衛(wèi)星的導(dǎo)航電文；

空間環(huán)境仿真模塊，用于根據(jù)預(yù)先配置的電離層模型、對流層模型、中性大氣模型以及多徑效應(yīng)模型完成空間環(huán)境誤差的仿真；

觀測數(shù)據(jù)仿真模塊，用于根據(jù)仿真起止時(shí)間和各個(gè)參考站的位置仿真得到各個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送各個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)。

在本實(shí)施方式中，所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)中包括：

星座衛(wèi)星軌道計(jì)算模塊，用于計(jì)算星座衛(wèi)星軌道；

導(dǎo)航電文生成模塊，用于生成衛(wèi)星的導(dǎo)航電文；

空間環(huán)境仿真模塊，根據(jù)預(yù)先配置的電離層模型、對流層模型、中性大氣模型、多徑效應(yīng)模型完成空間環(huán)境誤差的仿真；

觀測數(shù)據(jù)仿真模塊，用于根據(jù)仿真起止時(shí)間和用戶的運(yùn)行軌跡仿真出移動(dòng)用戶接收到的仿真觀測數(shù)據(jù)；

單點(diǎn)定位模塊，用于根據(jù)所述仿真觀測量數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位；

數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于給參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送移動(dòng)用戶當(dāng)前時(shí)刻的概略坐標(biāo)；

數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送的配置參數(shù)以及參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)；

差分定位模塊，用于根據(jù)所述仿真觀測數(shù)據(jù)以及所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行差分定位，并將得到的單點(diǎn)定位和差分定位的結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)。

請參閱圖2，本申請實(shí)施方式還提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試方法，所述方法包括：

S1：參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)為第一信號(hào)源、第二信號(hào)源、參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)以及移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)提供配置參數(shù)；

S2：所述第一信號(hào)源為參考站接收機(jī)提供射頻信號(hào)；

S3：所述第二信號(hào)源為移動(dòng)站用戶接收機(jī)提供射頻信號(hào)并為效能評(píng)估計(jì)算機(jī)提供理論數(shù)據(jù)；

S4：所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真，得到所述多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)，并將所述仿真觀測數(shù)據(jù)發(fā)送至參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)；

S5：所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)同步仿真多個(gè)移動(dòng)站用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行單點(diǎn)定位，并向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供概略坐標(biāo)并接收參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送的差分?jǐn)?shù)據(jù)；

S6：參考站接收機(jī)向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供參考站的觀測數(shù)據(jù)；

S7：移動(dòng)站用戶接收機(jī)向所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)提供用戶的概略坐標(biāo)并接收所述參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)來的差分?jǐn)?shù)據(jù)，對所述差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行定位解算，并將單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果發(fā)送至所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)；

S8：所述效能評(píng)估計(jì)算機(jī)將所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的仿真結(jié)果、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的單點(diǎn)定位和差分定位的解算結(jié)果與所述第二信號(hào)源發(fā)來的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到包括單點(diǎn)定位、差分定位、精度分析、時(shí)間可用性以及空間可用性的分析結(jié)果，并將所述分析結(jié)果以數(shù)值和曲線的方式顯示于當(dāng)前界面中。

在本實(shí)施方式中，所述配置參數(shù)包括為所述第一信號(hào)源配置的包括參考站位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)配置的包括參考站的個(gè)數(shù)與位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)配置的包括用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)；為所述第二信號(hào)源配置的包括用戶位置、仿真起止時(shí)間以及仿真控制指令的配置參數(shù)。

在本實(shí)施方式中，所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)來的配置參數(shù)，對多個(gè)參考站進(jìn)行同步仿真包括：

所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)接到仿真起止時(shí)間、參考站的個(gè)數(shù)與位置后，開啟與參考站的個(gè)數(shù)相同的線程數(shù)量，用以實(shí)現(xiàn)多個(gè)參考站的觀測數(shù)據(jù)的同時(shí)仿真；在為各個(gè)參考站配置各自的線程后，向參數(shù)配置與控制計(jì)算機(jī)發(fā)送配置完成狀態(tài)信息；

相應(yīng)地，所述方法還包括：移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的仿真起止時(shí)間、用戶的個(gè)數(shù)和運(yùn)行軌跡，開啟與用戶的個(gè)數(shù)相同的線程數(shù)量，用以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶的同時(shí)仿真，同時(shí)每個(gè)用戶以Ntrip協(xié)議格式向參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)發(fā)送身份驗(yàn)證信息。

在本實(shí)施方式中，所述方法還包括：

參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)根據(jù)所述參考站接收機(jī)發(fā)來的參考站的觀測數(shù)據(jù)、所述參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的多個(gè)參考站的仿真觀測數(shù)據(jù)、所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)發(fā)來的概略坐標(biāo)以及所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)發(fā)來的概略坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)RTK解算，同時(shí)將解算得到的差分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給所述移動(dòng)站用戶接收機(jī)與所述移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)。

在一個(gè)具體應(yīng)用場景中，請參閱圖3，參考站網(wǎng)仿真計(jì)算機(jī)可以等到接收配置參數(shù)，在確定接收到配置參數(shù)后，可以根據(jù)參考站的數(shù)量開啟相應(yīng)數(shù)量的線程，從而可以發(fā)送參數(shù)配置完成信息給內(nèi)部安裝的運(yùn)行仿真與控制軟件。在接收到開始仿真的指令后，便可以通過該軟件計(jì)算偽距、計(jì)算衛(wèi)星的P(極化角)V(速度)A(方位角)J(仰角)等參數(shù)、進(jìn)行地球自轉(zhuǎn)校正并計(jì)算衛(wèi)星的姿態(tài)。當(dāng)判定衛(wèi)星可用時(shí)，可以進(jìn)一步計(jì)算偽距的一、二、三階、多普勒頻率以及載波相位。當(dāng)所有的衛(wèi)星都計(jì)算完成后，可以打包觀測數(shù)據(jù)，并通過各個(gè)參考站的線程發(fā)送觀測數(shù)據(jù)到參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)中的軟件中。

請參閱圖4，移動(dòng)用戶仿真計(jì)算機(jī)可以按照類型的流程，對每個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行計(jì)算，之后可以生成觀測數(shù)據(jù)和單點(diǎn)定位，并通過線程將概略坐標(biāo)發(fā)送到參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)的軟件中，隨后可以進(jìn)行差分?jǐn)?shù)據(jù)的處理。具體地，在確定收到差分?jǐn)?shù)據(jù)后，可以將單點(diǎn)定位、差分定位結(jié)果與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，并可以在界面上顯示對比分析的結(jié)果。

請參閱圖5，參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心計(jì)算機(jī)在進(jìn)行RTK數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以先對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行周跳探測與修復(fù)，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確后可以組成雙差觀測方程，然后可以經(jīng)過卡爾曼(kalman)濾波，并判斷濾波的結(jié)果是否合格。當(dāng)合格時(shí)可以進(jìn)行模糊度固定。之后便可以進(jìn)行基準(zhǔn)站距離相關(guān)誤差的提取，并結(jié)合虛擬參考站的誤差改正數(shù)，生成虛擬的觀測數(shù)據(jù)，從而可以進(jìn)一步地對流動(dòng)站用戶進(jìn)行定位，從而完成RTK數(shù)據(jù)處理的過程。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果至少包括：

該發(fā)明提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，使復(fù)雜的連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的測試可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成，對于實(shí)際運(yùn)行的參考站針對于某一區(qū)域在空間可用性、時(shí)間可用性方面的分析主要是建立實(shí)際的物理參考站和使用物理的移動(dòng)站接收機(jī)，通過CORS數(shù)據(jù)處理中心軟件接收物理參考站的數(shù)據(jù)對移動(dòng)站接收機(jī)提供服務(wù)，移動(dòng)站接收機(jī)在測試區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)站接收機(jī)的定位結(jié)果進(jìn)行分析。通過仿真的方式實(shí)現(xiàn)參考站網(wǎng)和用戶的工作過程，無需部署實(shí)際的參考站網(wǎng)和用戶，為連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)物理參考站網(wǎng)的部署提供前期的仿真驗(yàn)證。

該發(fā)明提供一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)中參考站和移動(dòng)用戶的個(gè)數(shù)和位置可以根據(jù)用戶需求配置，能夠靈活的實(shí)現(xiàn)對連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心軟件在參考站及用戶容納能力上的測試，無需使用物理參考站和物理移動(dòng)站接收機(jī)。

該發(fā)明中參考站網(wǎng)和用戶觀測數(shù)據(jù)的仿真中可以根據(jù)測試人員的選擇提供不同模型的對流層模型、電離層模型、中性大氣模型的仿真，使參考站網(wǎng)和用戶的觀測數(shù)據(jù)更加接近于真實(shí)參考站和用戶接收到的數(shù)據(jù)，使對參考站系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理中心網(wǎng)絡(luò)RTK算法的性能驗(yàn)證結(jié)果具有可信性。

該發(fā)明提供的一種連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)的半物理仿真測試系統(tǒng)及方法，同步運(yùn)行實(shí)物的參考站與仿真的參考站，實(shí)物的用戶與仿真的用戶，使得仿真連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)更加接近真實(shí)運(yùn)行的系統(tǒng)，驗(yàn)證結(jié)果更加具有可信性。

在測試時(shí)間可用性方面不用考慮測試結(jié)果受移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響；

該發(fā)明提供一種實(shí)時(shí)操作的界面和方式，驗(yàn)證人員可以隨時(shí)增加用戶的數(shù)量及運(yùn)動(dòng)方式，仿真測試結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)提供測試結(jié)果以報(bào)表的形式存儲(chǔ)，使連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)在空間可用性、時(shí)間可用性、服務(wù)能力等方面的測試驗(yàn)證簡便方便，便于發(fā)現(xiàn)問題。

應(yīng)該注意的是，如上所述的本公開的各種實(shí)施例通常在一定程度上涉及輸入數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)的生成。此輸入數(shù)據(jù)處理和輸出數(shù)據(jù)生成可在硬件或者與硬件結(jié)合的軟件中實(shí)現(xiàn)。例如，可在移動(dòng)裝置或者相似或相關(guān)的電路中采用特定電子組件以用于實(shí)現(xiàn)與如上所述本公開的各種實(shí)施例關(guān)聯(lián)的功能。另選地，依據(jù)所存儲(chǔ)的指令來操作的一個(gè)或更多個(gè)處理器可實(shí)現(xiàn)與如上所述本公開的各種實(shí)施例關(guān)聯(lián)的功能。如果是這樣，則這些指令可被存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性處理器可讀介質(zhì)上，這是在本公開的范圍內(nèi)。處理器可讀介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。另外，用于實(shí)現(xiàn)本公開的功能計(jì)算機(jī)程序、指令和指令段可由本公開所屬領(lǐng)域的程序員容易地解釋。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施方式均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施方式重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施方式的不同之處。

盡管已參照本公開的各種實(shí)施例示出并描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。