一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试方法及系统与流程

本技术涉及卫星导航的，尤其是涉及一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试方法及系统。

背景技术：

1、全球卫星导航定位系统包括单点定位,rtk定位，ppp定位等多种方式。在rtk模式下，基准站通过数据电台或网络将其观测值和测站坐标信息传送给流动站，流动站接收到来自基准站的数据后，结合自身采集北斗/gps等多个卫星系统的观测数据,进行实时解算求固定解,输出实时厘米级定位结果。

2、但实际使用时,易受物体遮挡、多路径问题等影响，定位的精度降低，难以得到固定解，需要对定位算法进行优化；但在优化算法提高精度过程中, 需要进行测试并用真实坐标来验证算法有效性；虽然激光陀螺等专业仪器精度高且结果可靠，但其价格昂贵且很少用于低速系统，因此目前真值系统测试存在成本高和应用范围小的问题，需要改进。

技术实现思路

1、为了提升定位算法测试的真值系统的应用范围和降低真值系统的成本，本技术提供了一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试方法及系统。

2、本技术的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试系统，包括测试轨道、轨道车以及光栅组件；

4、所述光栅组件沿所述测试轨道的延伸方向设置；所述光栅组件包括多个光栅测试点；

5、所述轨道车包括红外收发组件、工控机以及gnss套件，所述红外收发组件、所述gnss套件均与所述工控机电性连接；所述工控机用于接入以太网；所述gnss套件用于输出定位信息至所述工控机；

6、当所述轨道车运行经过所述光栅组件的光栅测试点时，所述红外收发组件的红外光生成对应的电平信号发送至所述工控机，所述工控机基于所述对应的电平信号生成索引参数并根据所述索引参数、所述定位信息生成真值表，所述真值表用于定位算法测试比对。

7、通过采用上述技术方案，预设轨道车在测试轨道上进行运动，进一步设置物理光栅组件设置在测试轨道中间，配合红外收发组件经过测试点时发出的红外线从而向工控机反馈高低电平，材料成本低，并通过设置在轨道车上的gnss套件提供和计算轨道车在轨道上各个测试位置的定位信息，最后通过工控机将定位信息和产生对应电平信息的索引参数进行校准和关联，能够通过轨道上光栅组件这个因素来查找对应的定位信息，从而减少了环境、应用系统复杂化对于测试真值表生成的影响，整个真值系统的用才简单，搭建灵活，参数计算简单准确，提升定位算法测试的真值系统的应用范围和降低真值系统的成本。

8、可选的：所述索引参数包括所述轨道车当前所经过的光栅测试点的数量，所述数量记为光栅数；

9、所述gnss套件接入卫星系统的射频信号以获取所述测试轨道上预设位置的经纬度坐标和高程，作为真值点，并通过串口连接所述工控机以获取gnss基准站差分信息；所述gnss套件基于当前的经纬度坐标、高程以及gnss基准站差分信息计算得到当前真值点的真值坐标以得到定位信息；

10、所述工控机将所述光栅数与当前生成的所述真值坐标进行校准关联，以生成真值表。

11、通过采用上述技术方案，轨道车运行过程中即可记录经过的光栅测试点的数量，并配合gnss套件、工控机对真值坐标的计算，预设位置则是指测试轨道上空旷的位置，空旷位置不受物体遮挡，定位信息准确，最后校准光栅数和真值坐标，既可以得到测试轨道上各个位置点的定位信息，真值表的生成简单且准确。

12、可选的：通过测量仪器测量gnss套件无法进入固定解的伪真值点与真值点的距离，并计算出伪真值点的伪真值点坐标，将伪真值点坐标与当前光栅数进行关联。

13、通过采用上述技术方案，当遇到特殊环境使得gnss套件无法进入固定解时，即所计算的光栅测试点的定位信息不准确时，为了进一步提升测试轨道上各个位置的定位信息准确性，通过测量工具测量与其余真值点的距离，即可得到伪真值点的准确定位信息，保证测试轨道上各个位置的定位准确。

14、可选的：通过线性插值算法计算两个伪真值点之间或两个伪真值点之间其余真值测试点的坐标，当测试轨道存在弧形部分时，位于弧形部分上的其余真值测试点的坐标，则通过三角插值算法计算，生成于真值表中。

15、通过采用上述技术方案，为了进一步节省耗材和精细化测试轨道上的测试点，对于未经过光栅测试点时的其余测试点，通过线性插值算法和三角插值算法来推导填补、丰富测试的位置，操作简单且准确。

16、可选的：所述光栅组件包括若干等规格的金属条，若干所述金属条沿所述测试轨道延伸方向铺设，每条所述金属条开设有通孔，且若干所述通孔沿所述测试轨道等间距设置，所述红外收发组件固定于轨道车的底部，所述红外收发组件包括第一红外发射器和第一红外接收器，所述第一红外发射器和所述第一红外接收器位于所述金属条的两侧，当所述第一红外发射器经过所述通孔时发出红外信号至所述第一红外接收器，所述第一红外接收器发出对应的电平信号至所述工控机，对应的电平信息为高电平，所述工控机记录当前光栅数加1，当所述第一红外发射器未经过所述通孔时，所述第一红外接收器输出低电平。

17、通过采用上述技术方案，通过第一红外发射器、第一红外接收器以及通孔等物理检测的方式，降低了测试的用材成本，金属条的规格固定且通孔等间距，提供了精准的索引基础并方便计算伪真值坐标以及其余真值测试点。

18、可选的：所述光栅组件还包括若干反光立柱，所述反光立柱设置在金属条的一侧，所述红外收发组件还包括第二红外发射器和第二红外接收器，所述第二红外发射器、第二红外接收器均位于金属条和反光立柱之间，当所述第一红外发射器经过所述反光立柱时，所述第二红外接收器接收输出高电平至所述工控机，所述工控机重置光栅数为0并重新计数，当所述第二红外发射器其未经过所述反光立柱时，所述第二红外接收器输出低电平。

19、通过采用上述技术方案，反光立柱和金属条同时使用，开孔金属条用于统计光栅数，反光立柱用于清零光栅数，实现光栅数的准确计算。

20、可选的：所述测试轨道为环形。

21、通过采用上述技术方案，环形跑道的设置，减少占用的测试场地，工控机对光栅数统计的过程中，结合跑道形状、开孔的金属条进行数值统计以及重置，从而实现光栅数的准确计数。

22、可选的，所述测试轨道为金属材质并接入电源，所述轨道车还包括金属车轮组件，充放电模块、电动马达以及车舱，所述金属车轮组件与充放电模块电性连接以给充放电模块进行充电，所述充放电模块与电动马达电性连接，所述电动马达用于驱动所述金属车轮组件在所述测试轨道上运动，所述车舱为绝缘材质且所述车舱固定于所述车轮组件上，所述工控机、所述gnss套件均固定于车舱顶部，所述红外收发组件固定于车舱底部。

23、通过采用上述技术方案，金属材质的测试轨道和金属车轮组件，配合充放电模块，能够实现轨道车的不间断运行。

24、可选的，所述测试轨道接入24v电源，所述测试轨道包括两条环形的铁轨，所述24v电源的正极和负极一一对应接在不同的两条铁轨上，两条所述铁轨之间通过轨道车导电。

25、本技术的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

26、一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试方法，应用于一种基于低速轨道的全球卫星导航定位测试系统，包括：

27、所述轨道车在所述测试轨道运行时，所述第一红外发射器发出红外线，当第一红外发射器经过所述光栅组件的光栅测试点时，所述第一红外接收器发出高电平至所述工控机；

28、所述工控机接收到高电平时触发i/o中断实时更新光栅数，通过pps秒脉冲信号以触发i/o中断，同时通过光栅数索引真值表获取此时的定位信息，生成真值表用于测试比对。

29、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

30、1.设置物理光栅组件设置在测试轨道中间，配合红外收发组件经过测试点时发出的红外线从而向工控机反馈高低电平，材料成本低；通过工控机将定位信息和产生对应电平信息的索引参数进行校准和关联，能够通过轨道上光栅组件这个因素来查找对应的定位信息，从而减少了环境、应用系统复杂化对于测试真值表生成的影响，整个真值系统的用才简单，搭建灵活。

31、2.轨道车运行过程中即可记录经过的光栅测试点的数量，并配合gnss套件、工控机对真值坐标的计算，预设位置则是指测试轨道上空旷的位置，空旷位置不受物体车档，定位信息准确，最后校准光栅数和真值坐标，既可以得到测试轨道上各个位置点的定位信息，真值表的生成简单且准确；

32、3.为了进一步节省耗材和精细化测试轨道上的测试点，对于未经过光栅测试点时的其余测试点，通过线性插值算法和三角插值算法来推导填补、丰富测试的位置，操作简单且准确；

33、4.反光立柱和金属条同时使用，开孔的金属条用于统计光栅数，反光立柱用于清零光栅数。