CN106773783B - 一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，其中，所述系统包括参数配置与控制计算机、第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机、移动用户仿真计算机、参考站接收机、移动站用户接收机、参考站系统数据处理中心计算机以及效能评估计算机。本发明提供的一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，能够实现在参考站网、用户改变的情况下对连续运行参考站系统进行测试的功能。

Description

一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法

技术领域

本发明涉及通信导航技术领域，具体涉及一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法。

背景技术

全球卫星导航定位系统连续运行参考站是基础地理信息框架的重要组成部分，是目前国际上主要的地面地理信息采集设施，是坐标框架建设和维持的主要技术手段，在基础测绘、城市规划、国土管理、城乡建设、环境检测、防灾减灾、交通监控等多项现代信息化管理和科学研究领域中具有广泛用途。

为了满足高精度动态导航定位服务的要求，实现区域范围内厘米级、分布均匀、可靠性高的实时定位应用，基于区域连续运行参考站网络的网络RTK(real-time kinematic，实时动态)定位技术应运而生。网络RTK技术需要建立一个CORS(Continuously OperatingReference stations，连续运行参考站系统)系统。网络RTK技术是指在一定区域均匀分布多个(三个或三个以上)连续运行参考站，在该地区构成网状覆盖，并利用互联网作为通信链路，把参考站实时观测值传送到计算中心，根据各参考站精确已知的坐标信息，在计算中心完成对网络范围内的电离层、对流层、轨道误差等误差的建模，并实时生成流动站位置的改正信息。将此改正信息按RTCM(Radio Technical Commission for Maritime services，国际海运事业无线电技术委员会)差分电文进行编码，通过无线通信链路(GSM/GPRS/CDMA等)实时地向不同需求、不同类型、不同层次的用户提供经过GPS观测值(载波相位、伪距)、各种改正数及状态信息，以及其他有关服务项目的系统，从而在用户端实现高精度实时定位。

目前针对连续运行参考站系统(CORS)的性能测试分析均是针对某些已经建成的连续运行参考站系统的区域定点测试。因此以往的性能测试分析手段灵活性不强，均需要建立物理参考站进行测试，同时不具有在参考站网、用户改变的情况下对连续运行参考站系统功能及性能进行测试的功能。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，能够实现在参考站网、用户改变的情况下对连续运行参考站系统进行测试的功能。

为实现上述目的，本发明实施例一方面提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，所述系统包括参数配置与控制计算机、第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机、移动用户仿真计算机、参考站接收机、移动站用户接收机、参考站系统数据处理中心计算机以及效能评估计算机，其中：所述参数配置与控制计算机，用于为所述第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数；所述第一信号源，用于为所述参考站接收机提供射频信号；所述第二信号源，用于为所述移动站用户接收机提供射频信号并为所述效能评估计算机提供理论数据；所述参考站网仿真计算机，用于根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至所述参考站系统数据处理中心计算机；所述移动用户仿真计算机，用于同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；所述参考站接收机，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据；所述移动站用户接收机，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供用户的概略坐标并接收所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对所述差分数据进行定位解算，并将单点定位和差分定位的解算结果发送至所述效能评估计算机；所述效能评估计算机，用于将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

进一步地，所述参数配置与控制计算机中包括：仿真参数配置模块，用于为所述第一信号源配置包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

进一步地，所述第一信号源包括：仿真结果发送模块，用于根据所述参考站位置进行星座卫星轨道计算以及导航电文生成仿真；根据所述参考站位置和仿真起止时间完成空间环境仿真、用户轨迹仿真以及观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述参考站接收机。

进一步地，所述第二信号源包括：仿真结果发送模块，用于根据所述用户位置进行星座卫星轨道计算、导航电文生成仿真、空间环境仿真、用户轨迹仿真、观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述移动站用户接收机；理论数据发送模块，用于将生成的用户的理论位置信息发送给所述效能评估计算机。

进一步地，所述参考站网仿真计算机中包括：数据接收模块，用于接收所述参数配置与控制计算机发送的配置参数；星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；空间环境仿真模块，用于根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型以及多径效应模型完成空间环境误差的仿真；观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和各个参考站的位置仿真得到各个参考站的仿真观测数据；数据发送模块，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机发送各个参考站的仿真观测数据。

进一步地，所述移动用户仿真计算机中包括：星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；空间环境仿真模块，根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型、多径效应模型完成空间环境误差的仿真；观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和用户的运行轨迹仿真出移动用户接收到的仿真观测数据；单点定位模块，用于根据所述仿真观测量数据进行单点定位；数据发送模块，用于给参考站系统数据处理中心计算机发送移动用户当前时刻的概略坐标；数据接收模块，用于接收参数配置与控制计算机发送的配置参数以及参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；差分定位模块，用于根据所述仿真观测数据以及所述参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据进行差分定位，并将得到的单点定位和差分定位的结果发送至所述效能评估计算机。

为实现上述目的，本申请另一方面还提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，所述方法包括：参数配置与控制计算机为第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数；所述第一信号源为参考站接收机提供射频信号；所述第二信号源为移动站用户接收机提供射频信号并为效能评估计算机提供理论数据；所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至参考站系统数据处理中心计算机；所述移动用户仿真计算机同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；参考站接收机向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据；移动站用户接收机向所述参考站系统数据处理中心计算机提供用户的概略坐标并接收所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对所述差分数据进行定位解算，并将单点定位和差分定位的解算结果发送至所述效能评估计算机；所述效能评估计算机将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

进一步地，所述配置参数包括为所述第一信号源配置的包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置的包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置的包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置的包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

进一步地，所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真包括：所述参考站网仿真计算机接到仿真起止时间、参考站的个数与位置后，开启与参考站的个数相同的线程数量，用以实现多个参考站的观测数据的同时仿真；在为各个参考站配置各自的线程后，向参数配置与控制计算机发送配置完成状态信息；相应地，所述方法还包括：移动用户仿真计算机根据接收到的仿真起止时间、用户的个数和运行轨迹，开启与用户的个数相同的线程数量，用以实现多个用户的同时仿真，同时每个用户以Ntrip协议格式向参考站系统数据处理中心计算机发送身份验证信息。

进一步地，所述方法还包括：参考站系统数据处理中心计算机根据所述参考站接收机发来的参考站的观测数据、所述参考站网仿真计算机发来的多个参考站的仿真观测数据、所述移动站用户接收机发来的概略坐标以及所述移动用户仿真计算机发来的概略坐标进行实时动态RTK解算，同时将解算得到的差分数据发送给所述移动站用户接收机与所述移动用户仿真计算机。

本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：

该发明提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，使复杂的连续运行参考站系统的测试可在实验室内完成，对于实际运行的参考站针对于某一区域在空间可用性、时间可用性方面的分析主要是建立实际的物理参考站和使用物理的移动站接收机，通过CORS数据处理中心软件接收物理参考站的数据对移动站接收机提供服务，移动站接收机在测试区域内运动，根据移动站接收机的定位结果进行分析。通过仿真的方式实现参考站网和用户的工作过程，无需部署实际的参考站网和用户，为连续运行参考站系统物理参考站网的部署提供前期的仿真验证。

该发明提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，系统中参考站和移动用户的个数和位置可以根据用户需求配置，能够灵活的实现对连续运行参考站系统数据处理中心软件在参考站及用户容纳能力上的测试，无需使用物理参考站和物理移动站接收机。

该发明中参考站网和用户观测数据的仿真中可以根据测试人员的选择提供不同模型的对流层模型、电离层模型、中性大气模型的仿真，使参考站网和用户的观测数据更加接近于真实参考站和用户接收到的数据，使对参考站系统数据处理中心网络RTK算法的性能验证结果具有可信性。

该发明提供的一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，同步运行实物的参考站与仿真的参考站，实物的用户与仿真的用户，使得仿真连续运行参考站系统更加接近真实运行的系统，验证结果更加具有可信性。

在测试时间可用性方面不用考虑测试结果受移动网络稳定性的影响；

该发明提供一种实时操作的界面和方式，验证人员可以随时增加用户的数量及运动方式，仿真测试结果实时显示，同时提供测试结果以报表的形式存储，使连续运行参考站系统在空间可用性、时间可用性、服务能力等方面的测试验证简便方便，便于发现问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统的结构示意图；

图2是本实施例中连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法的流程图；

图3是本实施例中参考站网仿真计算机的工作流程图；

图4是本实施例中移动用户仿真计算机的工作流程图；

图5是本实施例中参考站系统数据处理中心计算机进行实时动态RTK数据处理的流程图。

贯穿附图，应该注意的是，相似的标号用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

提供以下参照附图的描述来帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。

以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由发明人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。

应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。

请参阅图1，本申请实施方式提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，所述系统包括参数配置与控制计算机1、第一信号源2、第二信号源3、参考站网仿真计算机4、移动用户仿真计算机5、参考站接收机6、移动站用户接收机7、参考站系统数据处理中心计算机8以及效能评估计算机9。

在本实施方式中，所述参数配置与控制计算机1，用于为所述第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数。

所述第一信号源2，用于为所述参考站接收机提供射频信号。

所述第二信号源3，用于为所述移动站用户接收机提供射频信号并为所述效能评估计算机提供理论数据。

所述参考站网仿真计算机4，用于根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至所述参考站系统数据处理中心计算机。

所述移动用户仿真计算机5，用于同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据。

所述参考站接收机6，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据。

所述移动站用户接收机7，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供用户的概略坐标并接收所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对所述差分数据进行定位解算，并将单点定位和差分定位的解算结果发送至所述效能评估计算机。

所述效能评估计算机9，用于将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

具体地，所述参数配置与控制计算机1中包括：

仿真参数配置模块，用于为所述第一信号源配置包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

在本实施方式中，所述第一信号源2包括：

仿真结果发送模块，用于根据所述参考站位置进行星座卫星轨道计算以及导航电文生成仿真；根据所述参考站位置和仿真起止时间完成空间环境仿真、用户轨迹仿真以及观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述参考站接收机。

在本实施方式中，所述第二信号源2包括：

仿真结果发送模块，用于根据所述用户位置进行星座卫星轨道计算、导航电文生成仿真、空间环境仿真、用户轨迹仿真、观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述移动站用户接收机；

理论数据发送模块，用于将生成的用户的理论位置信息发送给所述效能评估计算机。

在本实施方式中，所述参考站网仿真计算机4中包括：

数据接收模块，用于接收所述参数配置与控制计算机发送的配置参数；

星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；

导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；

空间环境仿真模块，用于根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型以及多径效应模型完成空间环境误差的仿真；

观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和各个参考站的位置仿真得到各个参考站的仿真观测数据；

数据发送模块，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机发送各个参考站的仿真观测数据。

在本实施方式中，所述移动用户仿真计算机中包括：

星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；

导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；

空间环境仿真模块，根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型、多径效应模型完成空间环境误差的仿真；

观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和用户的运行轨迹仿真出移动用户接收到的仿真观测数据；

单点定位模块，用于根据所述仿真观测量数据进行单点定位；

数据发送模块，用于给参考站系统数据处理中心计算机发送移动用户当前时刻的概略坐标；

数据接收模块，用于接收参数配置与控制计算机发送的配置参数以及参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；

差分定位模块，用于根据所述仿真观测数据以及所述参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据进行差分定位，并将得到的单点定位和差分定位的结果发送至所述效能评估计算机。

请参阅图2，本申请实施方式还提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，所述方法包括：

S1：参数配置与控制计算机为第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数；

S2：所述第一信号源为参考站接收机提供射频信号；

S3：所述第二信号源为移动站用户接收机提供射频信号并为效能评估计算机提供理论数据；

S4：所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至参考站系统数据处理中心计算机；

S5：所述移动用户仿真计算机同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；

S6：参考站接收机向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据；

S7：移动站用户接收机向所述参考站系统数据处理中心计算机提供用户的概略坐标并接收所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对所述差分数据进行定位解算，并将单点定位和差分定位的解算结果发送至所述效能评估计算机；

S8：所述效能评估计算机将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

在本实施方式中，所述配置参数包括为所述第一信号源配置的包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置的包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置的包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置的包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

在本实施方式中，所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真包括：

所述参考站网仿真计算机接到仿真起止时间、参考站的个数与位置后，开启与参考站的个数相同的线程数量，用以实现多个参考站的观测数据的同时仿真；在为各个参考站配置各自的线程后，向参数配置与控制计算机发送配置完成状态信息；

相应地，所述方法还包括：移动用户仿真计算机根据接收到的仿真起止时间、用户的个数和运行轨迹，开启与用户的个数相同的线程数量，用以实现多个用户的同时仿真，同时每个用户以Ntrip协议格式向参考站系统数据处理中心计算机发送身份验证信息。

在本实施方式中，所述方法还包括：

参考站系统数据处理中心计算机根据所述参考站接收机发来的参考站的观测数据、所述参考站网仿真计算机发来的多个参考站的仿真观测数据、所述移动站用户接收机发来的概略坐标以及所述移动用户仿真计算机发来的概略坐标进行实时动态RTK解算，同时将解算得到的差分数据发送给所述移动站用户接收机与所述移动用户仿真计算机。

在一个具体应用场景中，请参阅图3，参考站网仿真计算机可以等到接收配置参数，在确定接收到配置参数后，可以根据参考站的数量开启相应数量的线程，从而可以发送参数配置完成信息给内部安装的运行仿真与控制软件。在接收到开始仿真的指令后，便可以通过该软件计算伪距、计算卫星的P(极化角)V(速度)A(方位角)J(仰角)等参数、进行地球自转校正并计算卫星的姿态。当判定卫星可用时，可以进一步计算伪距的一、二、三阶、多普勒频率以及载波相位。当所有的卫星都计算完成后，可以打包观测数据，并通过各个参考站的线程发送观测数据到参考站系统数据处理中心计算机中的软件中。

请参阅图4，移动用户仿真计算机可以按照类型的流程，对每个卫星进行计算，之后可以生成观测数据和单点定位，并通过线程将概略坐标发送到参考站系统数据处理中心计算机的软件中，随后可以进行差分数据的处理。具体地，在确定收到差分数据后，可以将单点定位、差分定位结果与理论数据进行对比分析，并可以在界面上显示对比分析的结果。

请参阅图5，参考站系统数据处理中心计算机在进行RTK数据处理时，可以先对读取的数据进行周跳探测与修复，保证数据准确后可以组成双差观测方程，然后可以经过卡尔曼(kalman)滤波，并判断滤波的结果是否合格。当合格时可以进行模糊度固定。之后便可以进行基准站距离相关误差的提取，并结合虚拟参考站的误差改正数，生成虚拟的观测数据，从而可以进一步地对流动站用户进行定位，从而完成RTK数据处理的过程。

本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：

该发明提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，使复杂的连续运行参考站系统的测试可在实验室内完成，对于实际运行的参考站针对于某一区域在空间可用性、时间可用性方面的分析主要是建立实际的物理参考站和使用物理的移动站接收机，通过CORS数据处理中心软件接收物理参考站的数据对移动站接收机提供服务，移动站接收机在测试区域内运动，根据移动站接收机的定位结果进行分析。通过仿真的方式实现参考站网和用户的工作过程，无需部署实际的参考站网和用户，为连续运行参考站系统物理参考站网的部署提供前期的仿真验证。

该发明提供一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，系统中参考站和移动用户的个数和位置可以根据用户需求配置，能够灵活的实现对连续运行参考站系统数据处理中心软件在参考站及用户容纳能力上的测试，无需使用物理参考站和物理移动站接收机。

该发明中参考站网和用户观测数据的仿真中可以根据测试人员的选择提供不同模型的对流层模型、电离层模型、中性大气模型的仿真，使参考站网和用户的观测数据更加接近于真实参考站和用户接收到的数据，使对参考站系统数据处理中心网络RTK算法的性能验证结果具有可信性。

该发明提供的一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统及方法，同步运行实物的参考站与仿真的参考站，实物的用户与仿真的用户，使得仿真连续运行参考站系统更加接近真实运行的系统，验证结果更加具有可信性。

在测试时间可用性方面不用考虑测试结果受移动网络稳定性的影响；

该发明提供一种实时操作的界面和方式，验证人员可以随时增加用户的数量及运动方式，仿真测试结果实时显示，同时提供测试结果以报表的形式存储，使连续运行参考站系统在空间可用性、时间可用性、服务能力等方面的测试验证简便方便，便于发现问题。

应该注意的是，如上所述的本公开的各种实施例通常在一定程度上涉及输入数据的处理和输出数据的生成。此输入数据处理和输出数据生成可在硬件或者与硬件结合的软件中实现。例如，可在移动装置或者相似或相关的电路中采用特定电子组件以用于实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。另选地，依据所存储的指令来操作的一个或更多个处理器可实现与如上所述本公开的各种实施例关联的功能。如果是这样，则这些指令可被存储在一个或更多个非暂时性处理器可读介质上，这是在本公开的范围内。处理器可读介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。另外，用于实现本公开的功能计算机程序、指令和指令段可由本公开所属领域的程序员容易地解释。

本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

尽管已参照本公开的各种实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述系统包括参数配置与控制计算机、第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机、移动用户仿真计算机、参考站接收机、移动站用户接收机、参考站系统数据处理中心计算机以及效能评估计算机，其中：

所述参数配置与控制计算机，用于为所述第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数；

所述第一信号源，用于为所述参考站接收机提供射频信号；

所述第二信号源，用于为所述移动站用户接收机提供射频信号并为所述效能评估计算机提供理论数据，其中，所述理论数据至少包括理论位置信息；

所述参考站网仿真计算机，用于根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至所述参考站系统数据处理中心计算机；

所述移动用户仿真计算机，用于同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；

所述参考站接收机，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据；

所述移动站用户接收机，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机提供用户的概略坐标并接收所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对所述差分数据进行定位解算，并将单点定位和差分定位的解算结果发送至所述效能评估计算机；

所述效能评估计算机，用于将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

2.根据权利要求1所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述参数配置与控制计算机中包括：

仿真参数配置模块，用于为所述第一信号源配置包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

3.根据权利要求2所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述第一信号源包括：

仿真结果发送模块，用于根据所述参考站位置进行星座卫星轨道计算以及导航电文生成仿真；根据所述参考站位置和仿真起止时间完成空间环境仿真、用户轨迹仿真以及观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述参考站接收机。

4.根据权利要求2所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述第二信号源包括：

仿真结果发送模块，用于根据所述用户位置进行星座卫星轨道计算、导航电文生成仿真、空间环境仿真、用户轨迹仿真、观测数据仿真，并生成射频信号发送给所述移动站用户接收机；

理论数据发送模块，用于将生成的用户的理论位置信息发送给所述效能评估计算机。

5.根据权利要求2所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述参考站网仿真计算机中包括：

数据接收模块，用于接收所述参数配置与控制计算机发送的配置参数；

星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；

导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；

空间环境仿真模块，用于根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型以及多径效应模型完成空间环境误差的仿真；

观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和各个参考站的位置仿真得到各个参考站的仿真观测数据；

数据发送模块，用于向所述参考站系统数据处理中心计算机发送各个参考站的仿真观测数据。

6.根据权利要求2所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试系统，其特征在于，所述移动用户仿真计算机中包括：

星座卫星轨道计算模块，用于计算星座卫星轨道；

导航电文生成模块，用于生成卫星的导航电文；

空间环境仿真模块，根据预先配置的电离层模型、对流层模型、中性大气模型、多径效应模型完成空间环境误差的仿真；

观测数据仿真模块，用于根据仿真起止时间和用户的运行轨迹仿真出移动用户接收到的仿真观测数据；

单点定位模块，用于根据所述仿真观测量数据进行单点定位；

数据发送模块，用于给参考站系统数据处理中心计算机发送移动用户当前时刻的概略坐标；

数据接收模块，用于接收参数配置与控制计算机发送的配置参数以及参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；

差分定位模块，用于根据所述仿真观测数据以及所述参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据进行差分定位，并将得到的单点定位和差分定位的结果发送至所述效能评估计算机。

7.一种连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，其特征在于，所述方法包括：

参数配置与控制计算机为第一信号源、第二信号源、参考站网仿真计算机以及移动用户仿真计算机提供配置参数；

所述第一信号源为参考站接收机提供射频信号；

所述第二信号源为移动站用户接收机提供射频信号并为效能评估计算机提供理论数据，其中，所述理论数据至少包括理论位置信息；

所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真，得到所述多个参考站的仿真观测数据，并将所述仿真观测数据发送至参考站系统数据处理中心计算机；

所述移动用户仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数以及所述参考站系统数据处理中心计算机发来的差分数据，对多个移动用户进行同步仿真，得到单点定位和差分定位的仿真结果，并将所述仿真结果发送至所述效能评估计算机；

参考站接收机向所述参考站系统数据处理中心计算机提供参考站的观测数据；

移动站用户接收机同步仿真多个移动站用户数据进行单点定位，并向参考站系统数据处理中心计算机提供概略坐标并接收参考站系统数据处理中心计算机发送的差分数据；

所述效能评估计算机将所述移动用户仿真计算机发来的单点定位和差分定位的仿真结果、所述移动站用户接收机发来的单点定位和差分定位的解算结果与所述第二信号源发来的理论数据进行对比分析，得到包括单点定位、差分定位、精度分析、时间可用性以及空间可用性的分析结果，并将所述分析结果以数值和曲线的方式显示于当前界面中。

8.根据权利要求7所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，其特征在于，所述配置参数包括为所述第一信号源配置的包括参考站位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述参考站网仿真计算机配置的包括参考站的个数与位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述移动用户仿真计算机配置的包括用户的个数和运行轨迹、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数；为所述第二信号源配置的包括用户位置、仿真起止时间以及仿真控制指令的配置参数。

9.根据权利要求8所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，其特征在于，所述参考站网仿真计算机根据所述参数配置与控制计算机发来的配置参数，对多个参考站进行同步仿真包括：

所述参考站网仿真计算机接到仿真起止时间、参考站的个数与位置后，开启与参考站的个数相同的线程数量，用以实现多个参考站的观测数据的同时仿真；在为各个参考站配置各自的线程后，向参数配置与控制计算机发送配置完成状态信息；

相应地，所述方法还包括：移动用户仿真计算机根据接收到的仿真起止时间、用户的个数和运行轨迹，开启与用户的个数相同的线程数量，用以实现多个用户的同时仿真，同时每个用户以Ntrip协议格式向参考站系统数据处理中心计算机发送身份验证信息。

10.根据权利要求7所述的连续运行参考站系统的半物理仿真测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

参考站系统数据处理中心计算机根据所述参考站接收机发来的参考站的观测数据、所述参考站网仿真计算机发来的多个参考站的仿真观测数据、所述移动站用户接收机发来的概略坐标以及所述移动用户仿真计算机发来的概略坐标进行实时动态RTK解算，同时将解算得到的差分数据发送给所述移动站用户接收机与所述移动用户仿真计算机。

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