导航信号源的非同源相对零值标定方法、电子设备和介质与流程

文档序号:22038405发布日期:2020-08-28 17:46阅读:153来源:国知局
导航信号源的非同源相对零值标定方法、电子设备和介质与流程

本申请涉及无线电导航技术领域,特别是涉及一种导航信号源的非同源相对零值标定方法、电子设备和存储介质。



背景技术:

随着科学技术的发展,出现了无线电导航技术,利用无线电导航技术可实现对飞机、船舶或其他运动载体进行导航定位。导航信号源是卫星导航研发、测试和标定的重要仪器,无线电导航技术的基本要素是测角和测距,导航信号源零值标定对于测距精度具有重要影响。

传统的导航信号源零值标定主要是采用与导航信号源同源设置的高速示波器或标准接收机来实现,在无线条件尤其是暗室环境下,各设备分离布置,同源实现困难,需要布设专用的时频电缆,操作复杂且费时;且高速示波器成本昂贵,操作流程复杂,若采用标准接收机则对标准接收机要求很高,也需要确定标准接收机的零值,零值溯源也是必须解决的问题。



技术实现要素:

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种快速高效的导航信号源的非同源相对零值标定方法、电子设备和存储介质。

一种导航信号源的非同源相对零值标定方法,所述方法包括:

获取通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息,所述第一组伪距信息包括2个;

获取通过所述导航信号接收设备的参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的参考发射通道的导航信号时,获得的第二组伪距信息,所述第二组伪距信息包括2个;

基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,得到所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值。

在其中一个实施例中,所述基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,得到所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值,包括:

基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,进行差分处理,获得所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值。

在一个实施例中,所述基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,进行差分处理,得到所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值,包括:

包括:

基于所述第一组伪距信息,对两个组合零值进行单差处理,获得第一单差组合零值;

基于所述第二组伪距信息,对两个组合零值进行单差处理,获得第二单差组合零值;

基于所述第一单差组合零值以及所述第二单差组合零值,进行双差处理,获得需标定的所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值。

进一步地,所述组合零值为所述各组伪距信息的伪距与各发射通道至导航信号接收设备之间的传播时延的差值。

在其中一个实施例中,当所述导航信号源的数量为一个时,所述导航信号源的发射通道的数量至少为两个;

当所述导航信号源的数量为至少两个时,单个所述导航信号源的发射通道的数量至少为一个。

在其中一个实施例中,所述第一组伪距信息中,其中一个是所述参考接收通道接收所述参考发射通道的导航信号,输出的参考伪距,另一个是所述非参考接收通道接收所述非参考发射通道的导航信号,得到的伪距。

在其中一个实施例中,所述第二组伪距信息中,其中一个是所述参考接收通道接收所述非参考发射通道的导航信号,得到的伪距,另一个是所述非参考接收通道接收所述参考发射通道的导航信号,得到的伪距。

一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

获取通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息,所述第一组伪距信息包括2个;

获取所述导航信号接收设备的参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的参考发射通道的导航信号时,获得的第二组伪距信息,所述第二组伪距信息包括2个;

基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,得到所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值。

一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

获取通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息,所述第一组伪距信息包括2个;

获取所述导航信号接收设备的参考接收通道接收所述导航信号源的非参考发射通道的导航信号,所述导航信号接收设备的非参考接收通道接收所述导航信号源的参考发射通道的导航信号时,获得的第二组伪距信息,所述第二组伪距信息包括2个;

基于所述第一组伪距信息以及所述第二组伪距信息,得到所述非参考发射通道与所述参考发射通道之间的相对零值。

上述导航信号源的非同源相对零值标定方法、电子设备和存储介质,通过获取导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收导航信号源的非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息;交换接收处理通道,通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的非参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,获得第二组伪距信息;基于第一组伪距信息以及第二组伪距信息,得到非参考发射通道与参考发射通道之间的相对零值,传统的零值标定方案中高速示波器或标准接收机标定的结果为绝对零值,而卫星导航信号接收设备的绝大多数测试项并不关心绝对零值,更加关心导航信息源不同通道间、多台导航信号源间、多个发射天线间的相对零值,本申请技术方案中导航信号源的非同源相对零值的标定不需要高速示波器或标准接收机进行同源,操作简单快速,可以高效地实现导航信号源非同源相对零值的标定。

附图说明

图1为一个实施例中导航信号源的非同源相对零值标定方法的流程示意图;

图2为一个实施例中导航信号源多个通道之间有线连接的结构示意图;

图3为一个实施例中导航信号源多个通道之间无线连接的结构示意图;

图4为一个实施例中多个导航信号源多个通道有线连接的结构示意图;

图5为一个实施例中多个导航信号源多个通道无线连接的结构示意图;

图6为一个实施例中电子设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

在一个实施例中,如图1所示,提供了一种导航信号源的非同源相对零值标定方法,该方法包括以下步骤:

步骤102,获取导航信号接收设备的参考接收通道接收参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息,第一组伪距信息包括2个。

导航信号源生成并发射卫星导航信号,在一个实施例中,当导航信号源的数量为一个时,导航信号源的发射通道的数量至少为两个;当导航信号源的数量为至少两个时,单个导航信号源的发射通道的数量至少为一个。导航信号源包括至少两个发射通道,参考发射通道和非参考发射通道是相对概念,比如,导航信号源包括s1和s2两个发射通道,以s1作为参考发射通道,那么s2则为非参考发射通道;以s2作为参考发射通道,那么s1则为非参考发射通道。导航信号接收设备包括至少两个接收通道,与导航信号源的发射通道类似,参考接收通道和非参考接收通道也是相对概念。

可以通过频分多址或者码分多址等技术手段标识不同的发射通道/接收通道,以实现参考接收通道接收参考发射通道的导航信号,非参考接收通道接收非参考发射通道的导航信号。其中,频分多址是指通信系统中,将总频段划分成若干个等间隔的频道/信道,分配至不同的用户使用。码分多址是指通信系统中,不同用户传输信息所用的信号通过各自不同的编码序列区分。第一组伪距信息包括2个,其中一个是参考接收通道接收参考发射通道的导航信号,输出的参考伪距,另一个是非参考接收通道接收非参考发射通道的导航信号,得到的伪距。

在一个实施例中,发射通道与接收通道之间的伪距,其中,为第k个接收通道接收第ij个发射通道的导航信号进行处理获得的伪距,为第i个导航信号源的设备公共部分零值,为第i个导航信号源第j个发射通道部分零值,为第i个导航信号源第j个发射通道发射的导航信号至导航信号接收设备的路径传播时延,为导航信号接收设备处理第i个导航信号源第j个发射通道信号的通道零值,。在对导航信号源进行零值标定时,无论是有线条件下还是无线条件下,传播路径均为已知,即已知,因此,发射通道与接收通道之间的组合零值可以表示为=。不失一般性,令第一个导航信号源的第一通道为参考发射通道,导航信号接收设备的第一接收通道为参考接收通道,接收并处理通道的导航信号,则参考发射通道和参考接收通道的参考组合零值

步骤104,获取通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的非参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号时,获得的第二组伪距信息,第二组伪距信息包括2个。

第二组伪距信息包括2个,其中一个是参考接收通道接收非参考发射通道的导航信号,得到的伪距,另一个是非参考接收通道接收参考发射通道的导航信号,得到的伪距。承上所述,令通道接收处理通道发射的导航信号,通道接收处理通道的导航信号,分别得到组合零值

步骤106,基于第一组伪距信息以及第二组伪距信息,得到非参考发射通道与参考发射通道之间的相对零值。

具体包括单差步骤:对组合零值进行单差处理,得到第一单差组合零值、第二单差组合零值:其中组合零值参照步骤s102中的组合零值计算方式。

双差步骤:将两个单差组合零值相减,得到双差零值:

则导航信号源发射通道与参考发射通道之间的相对零值可以表示为:

令接收通道处理不同的发射通道信号,交换发射通道n-1次,重复以上步骤,得到所有导航信号源非同源的所有发射通道与参考发射通道之间的相对零值,进行标定。

在实际操作中,还存在导航信号接收设备的测距抖动,为了提高标定精度,利用统计学原理,可通过提高每个发射通道的测距次数,以减少测距抖动误差。

综上所述,上述导航信号源的非同源相对零值标定方法中,通过获取导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收导航信号源的非参考发射通道的导航信号时,获得的第一组伪距信息;交换接收处理通道,通过导航信号接收设备的参考接收通道接收导航信号源的非参考发射通道的导航信号,导航信号接收设备的非参考接收通道接收导航信号源的参考发射通道的导航信号,获得第二组伪距信息;基于第一组伪距信息以及第二组伪距信息,得到非参考发射通道与参考发射通道之间的相对零值,传统的零值标定方案中高速示波器或标准接收机标定的结果为绝对零值,而卫星导航信号接收设备的绝大多数测试项并不关心绝对零值,更加关心导航信息源不同通道间、多台导航信号源间、多个发射天线间的相对零值,本申请技术方案中导航信号源的非同源相对零值标定不需要高速示波器或标准接收机进行同源,操作简单快速,可以高效地实现导航信号源非同源相对零值的标定。

在一个实施例中,发射通道包括s1、s2和s3三个发射通道,以s1作为参考发射通道,那么s2和s3则为非参考发射通道。接收通道包括r1和r2两个接收通道,以r1作为参考接收通道,那么r2则为非参考接收通道。此时,基于本申请中的导航信号源的非同源相对零值标定方法,

接收通道r1接收发射通道s1的导航信号,接收通道r2接收发射通道s2的导航信号,得到第一组伪距信息;

交换处理通道,即接收通道r2接收发射通道s1的导航信号,接收通道r1接收发射通道s2的导航信号,得到第二组伪距信息;

基于两组伪距信息,对组合零值进行单差、双差分处理,得到发射通道s2与发射通道s1之间的第一个相对零值,进行标定。

接收通道r1接收发射通道s1的导航信号,接收通道r2接收发射通道s3的导航信号,到第三组伪距信息;

交换处理通道,接收通道r2接收发射通道s1的导航信号,接收通道r1接收发射通道s3的导航信号,得到第四组伪距信息;

基于两组伪距信息,对组合零值进行单差、双差分处理,得到发射通道s3与发射通道s1之间的第二个相对零值,进行标定。

其中,组合零值为各组伪距信息的伪距与各发射通道至导航信号接收设备之间的传播时延的差值。

为了减少测距抖动误差,还可以进行多次测试,如接收通道r1接收发射通道s1的导航信号,接收通道r2接收发射通道s2的导航信号,测试n次;

交换处理通道,即接收通道r2接收发射通道s1的导航信号,接收通道r1接收发射通道s2的导航信号,测试n次,将获得n个第一个相对零值,则对n个第一个相对零值进行加权平均,获得标定的相对零值,进行标定。

以此类推,第二个相对零值也可以照此进行。

在一个实施例中,导航信号源多个通道之间有线连接的结构示意如图2所示,导航信号源多个通道之间无线连接的结构示意如图3所示,多个导航信号源多个通道有线连接的结构示意如图4所示,多个导航信号源多个通道无线连接的结构示意如图5所示。以图2为例,已知一个导航信号源有2个以上的发射通道,通过射频电缆与导航信号接收设备有线连接,其中导航信号接收设备具有2个以上的接收通道,接收通道是可以接收并处理导航信号源任意发射通道发射的导航信号。具体地,假设导航信号源的2个发射通道分别为,导航信号接收设备的2个接收通道分别为,为了不失一般性,令导航信号源的第一发射通道为参考发射通道,导航信号接收设备的第一接收通道为参考接收通道,接收并处理通道的导航信号,则参考发射通道和参考接收通道的参考组合零值可表示为:,第二接收通道接收并处理通道的导航信号,其组合零值可表示为:。交换接收处理通道,令通道接收处理通道的发射信号,通道接收处理通道的发射信号,分别得到组合零值,具体表示如下:。组合零值减去参考组合零值,得到单差组合零值:

将两个单差组合零值相减得到双差零值:

则发射通道与参考发射通道之间的零值可以表示为

在一个实施例中,以一个导航信号源包括一个发射通道、导航信号接收设备包括两个接收通道为例,第一导航信号源包括第一发射通道,第二导航信号源包括第二发射通道,第三导航信号源包括第三发射通道,导航信号接收设备的两个接收通道分别为第一接收通道和第二接收通道。

1、导航信号接收设备通过第二接收通道接收第二发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第一接收通道接收第一发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第一接收通道接收第二发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第二接收通道接收第一发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

由此得到第二发射通道与第一发射通道之间的相对零值为:

2、导航信号接收设备通过第二接收通道接收第三发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第一接收通道接收第一发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第一接收通道接收第三发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

导航信号接收设备通过第二接收通道接收第一发射通道发射的卫星导航信号,并对接收到的卫星导航信号进行处理,得到组合零值

由此得到第三发射通道与第一发射通道之间的相对零值为:

以上,令接收通道处理不同的发射通道信号,交换发射通道n-1次,重复以上步骤,得到所有导航信号源非同源的所有发射通道与参考发射通道之间的相对零值,进行标定。

本申请中导航信号源的非同源相对零值的标定不需要高速示波器/标准接收机进行同源,不需要专业的高速示波器/标准接收机操作人员,因此,其通用性强,不仅适用于通用调制方式信号的零值标定,如bpsk((binaryphaseshiftkeying,二进制相移键控)和qpsk(quadraturephaseshiftkeying,正交相移键控),而且适用于各种特殊调制方式的导航信号,如boc信号、altboc信号、td-altboc信号和tmboc信号等。此外,本申请通过计算实现了导航信号源的非同源相对零值标定,提高了导航信号接收设备检测定型的效率。而且,本申请操作简单、成本低,无需购买标准接收机/高速示波器,降低了导航信号接收设备检测定型的成本。同时,本申请还适用于有线检测或无线暗室检测环境,即无论是一个导航信号源的多个通道,还是多个导航信号源的多个通道间的零值计算均适用。

应该理解的是,虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中,提供了一种电子设备,可以通过人工或电子设备或者人工与电子设备结合的方式实现本申请中的导航信号源的非同源相对零值的标定方法。该电子设备的内部结构图可以如图6所示。该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种导航信号源的非同源相对零值标定方法。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解,图6中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现导航信号源的非同源相对零值标定方法中的步骤。

在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现导航信号源的非同源相对零值标定方法中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-onlymemory,rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,ram可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory,sram)或动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessmemory,dram)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,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,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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