導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統與流程

2023-07-22 15:21:31 1

本發明涉及導航定位技術領域，特別是涉及導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統。

背景技術：

導航接收機的定位精度是重要的性能參數，其直接關係到設備的可用性，是不可或缺的檢測項目。定位精度的測試方法是用接收機直接接收室外衛星信號，上報的定位數據與實際真實值相比較，計算獲得精度。按照定位方式可分為單點定位和差分定位。單點定位比較容易理解，差分定位的意思是接收機在接收衛星導航信號進行定位解算的同時接收誤差修正信息，以提升最終的定位精度。根據接收的修正量的不同，差分定位可以分為偽距差分定位和載波差分定位。

如圖1所示，偽距差分定位是指將一臺接收機在基準站上，根據基準站已知坐標，計算出基準站到衛星的如何實現差分定位即如何將偽距修正量傳遞給被測設備是測試過程的關鍵。傳統的測試方法是通過電波傳播（或其他通信）的方式，基準站將偽距修正量信息傳遞給被測設備，被測設備接收到修正量信息後，實現差分定位模式，將定位結果上報測試系統。

上述測試方法雖然能夠基本實現偽距差分定位精度測試，但是測試方法有很大局限性，一方面主要是測試容易受到電臺等通信方式自身性能的影響；另一方面是測試可重複性差，幾乎無可重複性。整個測試方法存在效率低以及可追溯性差的缺陷。

技術實現要素：

基於此，有必要針對一般導航接收機偽距差分定位精度測試方法測試效率低且可追溯性差的問題，提供一種測試效率高且可追溯性好的導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統。

一種導航接收機偽距差分定位精度測試方法，包括步驟：

獲取偽距修正量信息；

根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲；

根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機；

獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息；

根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

一種導航接收機偽距差分定位精度測試系統，包括：

修正量獲取模塊，用於獲取偽距修正量信息；

導航信號採集模塊，用於根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲；

導入處理模塊，用於根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機；

地址位置信息計算模塊，用於獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息；

定位精度測試模塊，用於根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統，獲取偽距修正量信息，根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲，根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機，獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息，根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。整個過程中，根據預設移動軌跡採集導航信號，測試場景信息已經固化，可以根據相同一組導航信號以及偽距修正量信息對多個待測導航接收機進行偽距差分定位精度測試，其測試具有良好的可重複性和可追溯性，並且測試效率高。

附圖說明

圖1為傳統導航接收機偽距差分定位精度測試方法應用示意圖；

圖2為本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法第一個實施例的流程示意圖；

圖3為本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法第二個實施例的流程示意圖；

圖4為本發明導航接收機偽距差分定位精度測試系統第一個實施例的結構示意圖；

圖5為本發明導航接收機偽距差分定位精度測試系統第二個實施例的結構示意圖；

圖6為本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統其中一個應用實例中數據採集階段示意圖；

圖7本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統其中一個應用實例中定位精度測試階段示意圖。

具體實施方式

如圖2所示，一種導航接收機偽距差分定位精度測試方法，包括步驟：

S100：獲取偽距修正量信息。

偽距修正量信息可以基於歷史經驗數據來獲取，例如針對相同區域、相同的導航信號（相同衛星下發的導航信號），其偽距修正量信息一般是相同的，對此，可以基於歷史記錄中的數據，獲取該地區，相同導航信號的偽距修正量信息。另外，偽距修正量信息還可以實時計算獲取。如圖3所示，在其中一個實施例中，實時計算獲取偽距修正量信息包括步驟：

S120：獲取位置已知基站接收到的導航信號。

S140：根據位置已知基站的位置以及導航信號，計算偽距修正量信息。

基站的位置一般可以通過通信運營商或者基站管理方獲取相應的地址位置數據，獲取這些位置已知基站接收到的導航信號，基於該導航信號可以得出衛星導航定位基站的位置，再將基站已知的位置與衛星導航定位的位置進行比較，計算偽距修正量信息。

S200：根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲。

預設移動軌跡是預先劃設的，其可以基於實際場景的需要預先進劃設，例如以基站為圓心圍繞基站劃設一個直徑為10公裡的圓作為預設移動軌跡。在實際應用中，預設移動軌跡可以是不規則的行駛路線，例如在城市道路上穿插行駛的路線等。基於預先劃設的移動軌跡，在移動狀態下採集導航信號，並且將採集到的導航信號存儲。非必要的，在採集導航信號並存儲過程中，還可以將每次採集時間與採集到的導航信號關聯存儲，基於採集時間以及預設移動軌跡即可了解當前移動所處位置。在實際應用中，可以通過在測試車上設置導航信號回收採集儀，測試車在預設移動軌跡（路徑）上行駛，以一定頻率間隔採集導航信號，在採集導航信號的同時還記錄採集時間，並將採集到的導航信號與時間關聯存儲起來。

S300：根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機。

在實際應用場景中（例如圖1所示的現有技術）偽距修正量信息是晚於導航信號傳輸到待測導航接收機的。在本實施例中，間隔預設時間，以採集到的導航信號在先，偽距修正量信息在後導入待測導航接收機，模擬真實的應用場景。

S400：獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息。

待測導航接收機根據導入的導航信息以及偽距修正量信息進行偽距差分定位，得到定位後的地址位置信息。

S500：根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

可以將預設移動軌跡理解為準確的地理位置，將待測導航接收定位的地址位置信息與預設移動軌跡進行比較，計算針對兩者地理位置信息的偏差，即可獲得待測導航接收機偽距差分定位精度測試結果。非必要的，獲取一段時間內待測導航接收機計算得到的地址位置信息，統計這些地理位置信息獲得地理軌跡信息，再將該地理軌跡信息與預設移動軌跡進行比較，多次計算兩者之間偏差值，再計算偏差值的平均值作為待測導航接收機偽距差分定位精度。

本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法，獲取偽距修正量信息，根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲，根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機，獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息，根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。整個過程中，根據預設移動軌跡採集導航信號，測試場景信息已經固化，可以根據相同一組導航信號以及偽距修正量信息對多個待測導航接收機進行偽距差分定位精度測試，其測試具有良好的可重複性和可追溯性，並且測試效率高。

在其中一個實施例中，根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲的步驟包括：

步驟一：根據預設移動軌跡，移動採集導航信號以及採集的時間；

步驟二：將採集到導航信號的時間以及採集到的導航信號關聯存儲。

基於預設移動軌跡，移動採集導航信號的採集時間，可以清楚了解移動採集導航信號當前所處位置，將採集到導航信號的時間以及採集到的導航信號關聯存儲，既可以準確了解整個移動採集導航信號過程中，每個導航信號對應的準確地址位置信息，以便後續步驟中可以直接採用「點比較」方式直接得出待測導航接收機偽距差分定位精度測試結果。

下面以實例解釋「點比較」方式實現過程。假設移動採集導航信號的設備為裝載後導航信號回收設備的測試車，測試車以勻速1米/秒的速度，預設軌跡為A點到B點，那麼針對從開始採集時間起第10秒時，測試車行駛至預設軌跡上距離A點地10米的位置，記錄已知位置為M，此時採集的導航信號為X，此時基於導航信號X以及偽距修正量信息，得到地理位置信息為N，即可直接根據已知位置M與地理位置信息N進行導航接收機偽距差分定位精度測試，獲得測試結果。需要指出的是，在實際操作中也可以不採用勻速方式來實現在預設軌跡上位置確定，例如可以在測試車上設置一個準確定位的設備同樣可以實現在預設軌跡上準確定位，又或者採用計數行駛裡程（距離）方式確定測試車在預設軌跡上準確位置，測試車行駛裡程可以基於測試車的行車電腦等設備獲得。

在其中一個實施例中，根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機的步驟包括：

步驟一：獲取預設時間間隔；

步驟二：調整預設時間間隔，直至待測導航接收機能夠進行偽距差分定位操作，獲得更新後的預設時間間隔；

步驟是三：根據更新後的預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機。

預設時間間隔可以基於實際情況進行設定，具體來說，只需設置的預設時間間隔能夠滿足待測導航接收機進行偽距差分定位操作的需求，當無法滿足時，需要對預設時間間隔進行調整更新。滿足待測導航接收機進行偽距差分定位操作的需求，具體是指，在實際操作中該時間間隔大小足夠讓測導航接收機能夠感知到，進而進行偽距差分定位操作。

如圖3所示，在其中一個實施例中，步驟S500包括：

S510：實時獲取地址位置信息。

S520：統計一段時間內待測導航接收機定位獲得的地理軌跡信息。

S530：查找預設移動軌跡中與一段時間對應的已知軌跡信息。

S540：根據地理軌跡信息與已知軌跡信息，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

一段時間可以為1分鐘、1小時等。以1小時為例，實時獲取地理位置信息，統計1小時內待測導航接收機定位獲得的地理軌跡信息，在預設軌跡中查找對應的測試車在這1小時內移動的軌跡信息，作為已知軌跡信息，將地理軌跡信息與已知軌跡信息進行比較，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。非必要的，在比較過程中，可以分別選取地理軌跡信息與已知軌跡信息選取多個相關比較點進行多次比較計算，最後計算偏差的均值以提高測試結果的準確度。另外，還可以計算多次比較結果的方差與均方差，更進一步研究待測導航接收機偽距差分定位精度存在偏差的具體情況。

如圖4所示，一種導航接收機偽距差分定位精度測試系統，包括：

修正量獲取模塊100，用於獲取偽距修正量信息。

導航信號採集模塊200，用於根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲。

導入處理模塊300，用於根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機。

地址位置信息計算模塊400，用於獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息。

定位精度測試模塊500，用於根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

本發明導航接收機偽距差分定位精度測試系統，修正量獲取模塊100獲取偽距修正量信息，導航信號採集模塊200根據預設移動軌跡，移動採集導航信號並存儲，導入處理模塊300根據預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機，地址位置信息計算模塊400獲取待測導航接收機計算得到的地址位置信息，定位精度測試模塊500根據地址位置信息以及預設移動軌跡，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。整個過程中，根據預設移動軌跡採集導航信號，測試場景信息已經固化，可以根據相同一組導航信號以及偽距修正量信息對多個待測導航接收機進行偽距差分定位精度測試，其測試具有良好的可重複性和可追溯性，並且測試效率高。

如圖5所示，在其中一個實施例中，修正量獲取模塊100包括：

獲取單元120，用於獲取位置已知基站接收到的導航信號。

修正量計算單元140，用於根據位置已知基站的位置以及導航信號，計算偽距修正量信息。

在其中一個實施例中，導航信號採集模塊200包括：

採集單元，用於根據預設移動軌跡，移動採集導航信號以及採集的時間。

存儲單元，用於將採集到導航信號的時間以及採集到的導航信號關聯存儲。

在其中一個實施例中，導入處理模塊300包括：

時間間隔獲取單元，用於獲取預設時間間隔；

時間間隔調整單元，用於調整預設時間間隔，直至待測導航接收機能夠進行偽距差分定位操作，獲得更新後的預設時間間隔；

處理單元，用於根據更新後的預設時間間隔，先後將採集到的導航信號以及偽距修正量信息導入待測導航接收機。

如圖5所示，在其中一個實施例中，定位精度測試模塊500包括：

實時獲取單元510，用於實時獲取地址位置信息。

統計單元520，用於統計一段時間內待測導航接收機定位獲得的地理軌跡信息。

查找單元530，用於查找預設移動軌跡中與一段時間對應的已知軌跡信息。

定位精度測試單元540，用於根據地理軌跡信息與已知軌跡信息，測試待測導航接收機偽距差分定位精度。

為更進一步詳細解釋本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統的技術方案，及其帶來的效果，下面將採用具體實例，並結合圖6以及圖7進行詳細說明。

在實際應用本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統時，主要可以分為數據採集與定位精度測試兩個階段。

如圖6所示，數據採集階段，具體數據採集過程如下：

1）基準站接收機開機，通過串口通信，按照規定協議上報偽距修正量等信息，傳遞給串口數據錄製系統。串口數據錄製系統接收偽距修正量信息，通過控制軟體進行存儲。

2）導航信號採集回放儀開機，開始錄製導航信號。

3）測試車按照預設規劃好路線進行跑車。

4）場景錄製完畢後，先關掉導航信號採集回放儀，再關掉串口信息錄製系統，最後基準站接收機斷電。

如圖7所示，定位精度測試階段，具體測試過程如下：

1）導航信號採集回放儀場景時間與偽距修正量信息時間按照一定時間間隔對準。由差分定位的原理可得，接收機接收到導航信號在先，差分信息有一定延遲。串口數據錄製系統在回放偽距差分信息時，可以調節時間軸，調整導航信號與差分信息之間的時間差。

2）時間對準完成後，控制導航信號採集回放儀和串口數據錄製系統回放場景，接收機接收信號實現差分定位，上報定位信息，傳輸到測試評估系統，完成測試。

整體來說，本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統將偽距差分定位精度測試從室外測試轉為室內測試（在室外採集所需數據，在室內進行定位精度測試）。偽距差分定位精度的傳統測試方法，是在室外通過電臺的方式將偽距修正量信息傳遞給被測接收機，被測接收機實現差分定位功能，完成測試。而本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統是通過錄製導航信號以及差分信息的方式，將測試方式從室外測試轉化為室內測試，解決了測試容易受到電臺性能等通信方式的影響問題。本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統可以支持數量更多的接收機實現同條件測試，解決了傳統測試方法同條件測試的接收機數量限制問題。本發明導航接收機偽距差分定位精度測試方法與系統還解決了差分定位功能測試可重複性、可追溯性問題。該導航接收機偽距差分定位精度測試方法，其測試場景、差分定位信息等均實現固化，測試完全具備可重複性和可追溯性。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。