进一步分析异常产生 原因；跟踪北斗卫星并进行同步本地时钟后，根据整周计数和周内秒计数进行计算后得到 准确的北斗时时间报文信息。根据北斗导航电文中播发的有关时间信息参数，得到的时间 报文为北斗时度DT)，如要输出UTC时、GI^时或者GALILEO时，则根据与UTC、GI^和GALILEO 时间同步参数进行转换。
[00巧]②所述统计本地时标信号时间同步精度的过程为：同步精度检测单元将北斗卫星 授时处理单元得到的本地时标信号与外部输入的时标基准信号（如飽钟和钢钟的秒脉冲 信号）实时比化经长时间检测后统计可得到授时时延差的均值、方差和误差范围，W便用 户对授时性能作出评判。如同步误差超过同步误差口限（即授时时延差超限），则指示给北 斗卫星授时处理单元重新启动授时处理算法，再次进行授时选星过程，授时时延检测结果 在图形显示界面显示并记录存储。
【主权项】
1. 一种北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：它包括北斗卫星电文接收单 元、北斗电文监测分析单元、北斗卫星自主定位单元、北斗卫星授时单元、定位结果检测单 元、同步精度检测单元和用户交互单元和供电单元； 所述北斗卫星电文接收单元，实时接收北斗卫星信号，经处理后得到北斗导航报文各 种导航电文信息并进行存储； 所述北斗电文监测分析单元，对北斗卫星电文接收单元处理得到的卫星导航电文实时 监测、分析；识别北斗卫星的健康性和导航电文正确的北斗卫星，得到监测分析结果和健康 的北斗卫星导航电文，卫星指示健康及导航电文正确即为卫星健康；对异常卫星和异常电 文通过用户交互单元向用户告警； 北斗卫星自主定位单元，对北斗电文监测分析单元处理得到的健康的北斗卫星导航电 文进行自主定位，得到本地坐标，并通过用户交互单元指示自主定位处理中的选星结果和 剔除卫星原因； 定位结果检测单元，将北斗卫星自主定位单元处理得到的本地坐标与预先获取的本地 精确坐标进行实时比对，统计分析自动定位性能； 北斗卫星授时单元，对北斗电文监测分析单元处理得到的健康的北斗卫星导航电文进 行授时处理得到时间报文和本地时标信号，并通过用户交互单元指示授时处理中的选星结 果和剔除卫星原因； 同步精度检测单元，根据外部引入的高精度时标信号和北斗卫星授时单元处理得到的 本地时标信号，统计本地时标信号时间同步精度； 用户交互单元，实时显示和存储北斗卫星导航电文及其监测分析结果、卫星自主定位 统计信息和本地时标信号时间同步精度统计信息。2. 根据权利要求1所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：北斗卫星电 文接收单元包括射频处理、基带处理和电文整理功能子单元；其中，射频处理子单元对接 收到的北斗卫星信号进行下变频处理，得到的中频信号进行模/数转换进入基带处理子单 元，进行信号捕获和跟踪过程，帧同步码同步后进行信号解调和解扩，得到初始北斗导航电 文信息，电文整理子单元对北斗导航电文按数据格式进行组合或逐帧的数据帧拼装，即可 获取各种导航电文信息类别。3. 根据权利要求1所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：所述北斗电 文监测分析单元监测和分析的对象包括基本导航信息、历书信息、与其它系统时间同步信 息和完好性及差分信息。4. 根据权利要求1所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：所述北斗卫 星自主定位单元自主定位过程为：北斗自主定位单元依据北斗电文监测分析单元提供的健 康北斗卫星导航电文，根据每颗健康北斗卫星信号发射时间和本地时间得到初始伪距测量 值，然后利用星上设备时延差、钟差参数和电离层模型参数对初始伪距进行修正，再通过相 应算法模型消除对流层时延，得到精确的伪距测量值；依据星历参数和历书参数计算得到 卫星坐标，根据每颗星的伪距测量值和卫星坐标进行定位计算，得到一个粗略的本地坐标， 最后再进行卫星优选，重新进行定位解算得到精确的本地坐标，重新计算卫星仰角和方位 角；并将本地坐标、定位选星结果和剔除卫星原因输出到用户交互单元，如有伪距测量值异 常的卫星将重新分析相关的导航电文数据直至找到原因。5. 根据权利要求4所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：所述卫星优 选指的是：根据所述粗略的本地坐标计算每颗卫星的卫星仰角和方位角，然后剔除卫星仰 角小于仰角门限值、卫星信号载噪比小于载噪比门限值和伪距变化值变化异常的卫星，再 结合精度衰减因子（DOP)选择合适的卫星组合。6. 根据权利要求4所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：定位结果检 测单元统计分析自动定位性能，即：将预先获取的测试点精确坐标作为定位基准值与北斗 自主定位单元自主定位过程处理得到的实时定位结果进行比对，经长时间检测后统计可得 到定位误差的均值、方差和误差范围，如定位误差超过定位误差门限，则指示给北斗卫星自 主定位单元重新启动定位算法，再次进行定位选星过程；并根据异常定位结果，推断伪据测 量值的正确性。7. 根据权利要求1所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：所述北斗卫 星授时处理单元的授时处理过程包括：北斗卫星授时处理单元依据北斗电文监测分析单元 提供的健康北斗卫星导航电文，根据获取的本地基准坐标和每颗健康北斗卫星坐标计算初 始伪距值，并利用星上设备时延差、钟差参数和电离层模型参数修正初始伪距测量值，再通 过Hopfield模型消除对流层时延，得到精确的伪距测量值，进而得到每颗卫星接收通道的 本地钟差，最后通过多通道拟合算法对每个选中卫星的本地钟差进行融合，根据融合后的 本地钟差对秒脉冲进行调相调频控制得到与系统时同步的本地时标信号，实现与北斗卫星 时钟同步。8. 根据权利要求7所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：所述授时处 理过程中首先进行卫星优选，剔除卫星仰角小于仰角门限值、卫星载噪比小于载噪比门限 值和伪距变化值跳动异常的北斗卫星，最后再剔除本地钟差异常的卫星，得到本地时标信 号，并通过用户交互单元指示选星结果和剔除卫星原因，如有本地钟差异常的卫星将重新 分析相关的导航电文数据直至找到原因。9. 根据权利要求8所述的北斗卫星导航系统性能监测装置，其特征在于：同步精度检 测单元统计本地时标信号时间同步精度，即将北斗卫星授时处理单元授时处理过程得到的 本地时标信号与外部输入的时标基准信号实时比对，经长时间检测后统计可得到授时时延 差的均值、方差和误差范围，如同步误差超过同步误差门限，则指示给北斗卫星授时处理单 元重新启动授时处理算法，再次进行授时选星过程；并根据时差超限授时信号，推断卫星星 历参数的正确性。10. -种用于权利要求1所述装置的监测方法，其特征在于包含以下步骤： 步骤一，北斗卫星电文接收单元北斗卫星信号，并解调出北斗导航电文信息； 步骤二，北斗电文监测分析单元对北斗卫星电文接收单元处理得到的导航电文的各项 信息进行分类监测、分析，识别北斗卫星的健康性和导航电文正确的北斗卫星，得到监测分 析结果和健康的北斗卫星导航电文，并对异常卫星和异常电文通过用户交互单元向用户告 警；卫星指示健康及导航电文正确即为卫星健康； 步骤三，北斗卫星自主定位单元对北斗电文监测分析单元处理得到的健康的卫星导航 电文进行自主定位得到本地坐标，并通过用户交互单元指示自主定位处理中的选星结果和 剔除卫星原因；定位结果检测单元把所述本地坐标与预先获取的本地精确坐标进行实时比 对，统计分析自动定位性能； 步骤四，北斗卫星授时处理单元对北斗电文监测分析单元处理得到的健康的卫星导航 电文进行授时处理得到时间报文和本地时标信号，并通过用户交互单元指示授时处理中的 选星结果和剔除卫星原因；同步精度检测单元根据外部引入的高精度时标信号和所述本地 时标信号，统计本地时标信号时间同步精度。
【专利摘要】本发明涉及一种北斗卫星导航系统性能监测装置，它包括北斗卫星电文接收单元、北斗电文监测分析单元、北斗卫星自主定位单元、北斗卫星授时单元、定位结果检测单元、同步精度检测单元和用户交互单元和供电单元。本发明还提供一种用于所述装置的监测方法。本发明中，卫星电文监测过程实时识别异常电文及数据并及时指示，方便采取应对措施，有助于降低异常电文数据造成的损害；能识别每种电文数据的正确性，并可根据定位和授时结果反推是哪颗卫星参数异常，有助于在定位和授时异常情况下快速定位异常产生原因，提高解决效率；实时进行北斗定位和授时，有助于了解北斗系统性能，选择合理的定位和授时算法，研制高性能的北斗应用产品。
【IPC分类】G01S19/01
【公开号】CN105527629
【申请号】CN201410515457
【发明人】贾小波, 李军华, 吴淑琴, 张筱南, 邹世合, 谢成玉
【申请人】郑州威科姆科技股份有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日