导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统与流程

本发明涉及导航定位技术领域，特别是涉及导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统。

背景技术：

导航接收机的定位精度是重要的性能参数，其直接关系到设备的可用性，是不可或缺的检测项目。定位精度的测试方法是用接收机直接接收室外卫星信号，上报的定位数据与实际真实值相比较，计算获得精度。按照定位方式可分为单点定位和差分定位。单点定位比较容易理解，差分定位的意思是接收机在接收卫星导航信号进行定位解算的同时接收误差修正信息，以提升最终的定位精度。根据接收的修正量的不同，差分定位可以分为伪距差分定位和载波差分定位。

如图1所示，伪距差分定位是指将一台接收机在基准站上，根据基准站已知坐标，计算出基准站到卫星的如何实现差分定位即如何将伪距修正量传递给被测设备是测试过程的关键。传统的测试方法是通过电波传播（或其他通信）的方式，基准站将伪距修正量信息传递给被测设备，被测设备接收到修正量信息后，实现差分定位模式，将定位结果上报测试系统。

上述测试方法虽然能够基本实现伪距差分定位精度测试，但是测试方法有很大局限性，一方面主要是测试容易受到电台等通信方式自身性能的影响；另一方面是测试可重复性差，几乎无可重复性。整个测试方法存在效率低以及可追溯性差的缺陷。

技术实现要素：

基于此，有必要针对一般导航接收机伪距差分定位精度测试方法测试效率低且可追溯性差的问题，提供一种测试效率高且可追溯性好的导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统。

一种导航接收机伪距差分定位精度测试方法，包括步骤：

获取伪距修正量信息；

根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储；

根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机；

获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息；

根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

一种导航接收机伪距差分定位精度测试系统，包括：

修正量获取模块，用于获取伪距修正量信息；

导航信号采集模块，用于根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储；

导入处理模块，用于根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机；

地址位置信息计算模块，用于获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息；

定位精度测试模块，用于根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统，获取伪距修正量信息，根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储，根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机，获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息，根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。整个过程中，根据预设移动轨迹采集导航信号，测试场景信息已经固化，可以根据相同一组导航信号以及伪距修正量信息对多个待测导航接收机进行伪距差分定位精度测试，其测试具有良好的可重复性和可追溯性，并且测试效率高。

附图说明

图1为传统导航接收机伪距差分定位精度测试方法应用示意图；

图2为本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法第一个实施例的流程示意图；

图3为本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法第二个实施例的流程示意图；

图4为本发明导航接收机伪距差分定位精度测试系统第一个实施例的结构示意图；

图5为本发明导航接收机伪距差分定位精度测试系统第二个实施例的结构示意图；

图6为本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统其中一个应用实例中数据采集阶段示意图；

图7本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统其中一个应用实例中定位精度测试阶段示意图。

具体实施方式

如图2所示，一种导航接收机伪距差分定位精度测试方法，包括步骤：

S100：获取伪距修正量信息。

伪距修正量信息可以基于历史经验数据来获取，例如针对相同区域、相同的导航信号（相同卫星下发的导航信号），其伪距修正量信息一般是相同的，对此，可以基于历史记录中的数据，获取该地区，相同导航信号的伪距修正量信息。另外，伪距修正量信息还可以实时计算获取。如图3所示，在其中一个实施例中，实时计算获取伪距修正量信息包括步骤：

S120：获取位置已知基站接收到的导航信号。

S140：根据位置已知基站的位置以及导航信号，计算伪距修正量信息。

基站的位置一般可以通过通信运营商或者基站管理方获取相应的地址位置数据，获取这些位置已知基站接收到的导航信号，基于该导航信号可以得出卫星导航定位基站的位置，再将基站已知的位置与卫星导航定位的位置进行比较，计算伪距修正量信息。

S200：根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储。

预设移动轨迹是预先划设的，其可以基于实际场景的需要预先进划设，例如以基站为圆心围绕基站划设一个直径为10公里的圆作为预设移动轨迹。在实际应用中，预设移动轨迹可以是不规则的行驶路线，例如在城市道路上穿插行驶的路线等。基于预先划设的移动轨迹，在移动状态下采集导航信号，并且将采集到的导航信号存储。非必要的，在采集导航信号并存储过程中，还可以将每次采集时间与采集到的导航信号关联存储，基于采集时间以及预设移动轨迹即可了解当前移动所处位置。在实际应用中，可以通过在测试车上设置导航信号回收采集仪，测试车在预设移动轨迹（路径）上行驶，以一定频率间隔采集导航信号，在采集导航信号的同时还记录采集时间，并将采集到的导航信号与时间关联存储起来。

S300：根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机。

在实际应用场景中（例如图1所示的现有技术）伪距修正量信息是晚于导航信号传输到待测导航接收机的。在本实施例中，间隔预设时间，以采集到的导航信号在先，伪距修正量信息在后导入待测导航接收机，模拟真实的应用场景。

S400：获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息。

待测导航接收机根据导入的导航信息以及伪距修正量信息进行伪距差分定位，得到定位后的地址位置信息。

S500：根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

可以将预设移动轨迹理解为准确的地理位置，将待测导航接收定位的地址位置信息与预设移动轨迹进行比较，计算针对两者地理位置信息的偏差，即可获得待测导航接收机伪距差分定位精度测试结果。非必要的，获取一段时间内待测导航接收机计算得到的地址位置信息，统计这些地理位置信息获得地理轨迹信息，再将该地理轨迹信息与预设移动轨迹进行比较，多次计算两者之间偏差值，再计算偏差值的平均值作为待测导航接收机伪距差分定位精度。

本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法，获取伪距修正量信息，根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储，根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机，获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息，根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。整个过程中，根据预设移动轨迹采集导航信号，测试场景信息已经固化，可以根据相同一组导航信号以及伪距修正量信息对多个待测导航接收机进行伪距差分定位精度测试，其测试具有良好的可重复性和可追溯性，并且测试效率高。

在其中一个实施例中，根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储的步骤包括：

步骤一：根据预设移动轨迹，移动采集导航信号以及采集的时间；

步骤二：将采集到导航信号的时间以及采集到的导航信号关联存储。

基于预设移动轨迹，移动采集导航信号的采集时间，可以清楚了解移动采集导航信号当前所处位置，将采集到导航信号的时间以及采集到的导航信号关联存储，既可以准确了解整个移动采集导航信号过程中，每个导航信号对应的准确地址位置信息，以便后续步骤中可以直接采用“点比较”方式直接得出待测导航接收机伪距差分定位精度测试结果。

下面以实例解释“点比较”方式实现过程。假设移动采集导航信号的设备为装载后导航信号回收设备的测试车，测试车以匀速1米/秒的速度，预设轨迹为A点到B点，那么针对从开始采集时间起第10秒时，测试车行驶至预设轨迹上距离A点地10米的位置，记录已知位置为M，此时采集的导航信号为X，此时基于导航信号X以及伪距修正量信息，得到地理位置信息为N，即可直接根据已知位置M与地理位置信息N进行导航接收机伪距差分定位精度测试，获得测试结果。需要指出的是，在实际操作中也可以不采用匀速方式来实现在预设轨迹上位置确定，例如可以在测试车上设置一个准确定位的设备同样可以实现在预设轨迹上准确定位，又或者采用计数行驶里程（距离）方式确定测试车在预设轨迹上准确位置，测试车行驶里程可以基于测试车的行车电脑等设备获得。

在其中一个实施例中，根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机的步骤包括：

步骤一：获取预设时间间隔；

步骤二：调整预设时间间隔，直至待测导航接收机能够进行伪距差分定位操作，获得更新后的预设时间间隔；

步骤是三：根据更新后的预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机。

预设时间间隔可以基于实际情况进行设定，具体来说，只需设置的预设时间间隔能够满足待测导航接收机进行伪距差分定位操作的需求，当无法满足时，需要对预设时间间隔进行调整更新。满足待测导航接收机进行伪距差分定位操作的需求，具体是指，在实际操作中该时间间隔大小足够让测导航接收机能够感知到，进而进行伪距差分定位操作。

如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S500包括：

S510：实时获取地址位置信息。

S520：统计一段时间内待测导航接收机定位获得的地理轨迹信息。

S530：查找预设移动轨迹中与一段时间对应的已知轨迹信息。

S540：根据地理轨迹信息与已知轨迹信息，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

一段时间可以为1分钟、1小时等。以1小时为例，实时获取地理位置信息，统计1小时内待测导航接收机定位获得的地理轨迹信息，在预设轨迹中查找对应的测试车在这1小时内移动的轨迹信息，作为已知轨迹信息，将地理轨迹信息与已知轨迹信息进行比较，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。非必要的，在比较过程中，可以分别选取地理轨迹信息与已知轨迹信息选取多个相关比较点进行多次比较计算，最后计算偏差的均值以提高测试结果的准确度。另外，还可以计算多次比较结果的方差与均方差，更进一步研究待测导航接收机伪距差分定位精度存在偏差的具体情况。

如图4所示，一种导航接收机伪距差分定位精度测试系统，包括：

修正量获取模块100，用于获取伪距修正量信息。

导航信号采集模块200，用于根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储。

导入处理模块300，用于根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机。

地址位置信息计算模块400，用于获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息。

定位精度测试模块500，用于根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

本发明导航接收机伪距差分定位精度测试系统，修正量获取模块100获取伪距修正量信息，导航信号采集模块200根据预设移动轨迹，移动采集导航信号并存储，导入处理模块300根据预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机，地址位置信息计算模块400获取待测导航接收机计算得到的地址位置信息，定位精度测试模块500根据地址位置信息以及预设移动轨迹，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。整个过程中，根据预设移动轨迹采集导航信号，测试场景信息已经固化，可以根据相同一组导航信号以及伪距修正量信息对多个待测导航接收机进行伪距差分定位精度测试，其测试具有良好的可重复性和可追溯性，并且测试效率高。

如图5所示，在其中一个实施例中，修正量获取模块100包括：

获取单元120，用于获取位置已知基站接收到的导航信号。

修正量计算单元140，用于根据位置已知基站的位置以及导航信号，计算伪距修正量信息。

在其中一个实施例中，导航信号采集模块200包括：

采集单元，用于根据预设移动轨迹，移动采集导航信号以及采集的时间。

存储单元，用于将采集到导航信号的时间以及采集到的导航信号关联存储。

在其中一个实施例中，导入处理模块300包括：

时间间隔获取单元，用于获取预设时间间隔；

时间间隔调整单元，用于调整预设时间间隔，直至待测导航接收机能够进行伪距差分定位操作，获得更新后的预设时间间隔；

处理单元，用于根据更新后的预设时间间隔，先后将采集到的导航信号以及伪距修正量信息导入待测导航接收机。

如图5所示，在其中一个实施例中，定位精度测试模块500包括：

实时获取单元510，用于实时获取地址位置信息。

统计单元520，用于统计一段时间内待测导航接收机定位获得的地理轨迹信息。

查找单元530，用于查找预设移动轨迹中与一段时间对应的已知轨迹信息。

定位精度测试单元540，用于根据地理轨迹信息与已知轨迹信息，测试待测导航接收机伪距差分定位精度。

为更进一步详细解释本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统的技术方案，及其带来的效果，下面将采用具体实例，并结合图6以及图7进行详细说明。

在实际应用本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统时，主要可以分为数据采集与定位精度测试两个阶段。

如图6所示，数据采集阶段，具体数据采集过程如下：

1）基准站接收机开机，通过串口通信，按照规定协议上报伪距修正量等信息，传递给串口数据录制系统。串口数据录制系统接收伪距修正量信息，通过控制软件进行存储。

2）导航信号采集回放仪开机，开始录制导航信号。

3）测试车按照预设规划好路线进行跑车。

4）场景录制完毕后，先关掉导航信号采集回放仪，再关掉串口信息录制系统，最后基准站接收机断电。

如图7所示，定位精度测试阶段，具体测试过程如下：

1）导航信号采集回放仪场景时间与伪距修正量信息时间按照一定时间间隔对准。由差分定位的原理可得，接收机接收到导航信号在先，差分信息有一定延迟。串口数据录制系统在回放伪距差分信息时，可以调节时间轴，调整导航信号与差分信息之间的时间差。

2）时间对准完成后，控制导航信号采集回放仪和串口数据录制系统回放场景，接收机接收信号实现差分定位，上报定位信息，传输到测试评估系统，完成测试。

整体来说，本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统将伪距差分定位精度测试从室外测试转为室内测试（在室外采集所需数据，在室内进行定位精度测试）。伪距差分定位精度的传统测试方法，是在室外通过电台的方式将伪距修正量信息传递给被测接收机，被测接收机实现差分定位功能，完成测试。而本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统是通过录制导航信号以及差分信息的方式，将测试方式从室外测试转化为室内测试，解决了测试容易受到电台性能等通信方式的影响问题。本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统可以支持数量更多的接收机实现同条件测试，解决了传统测试方法同条件测试的接收机数量限制问题。本发明导航接收机伪距差分定位精度测试方法与系统还解决了差分定位功能测试可重复性、可追溯性问题。该导航接收机伪距差分定位精度测试方法，其测试场景、差分定位信息等均实现固化，测试完全具备可重复性和可追溯性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。