一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，该方法针对超帧、主帧和子帧的固定帧电文格式，设计了一种通用的电文参数解算方法，通过数据库配置，能够实现北斗D1电文、北斗D2电文、GPS NAV、GPS CNAV电文参数的通用化解算，对后续导航电文内容增加、删除、修改等情况也具有良好的适应性，能够确保在电文丢帧、电文更新时解算的电文参数的物理一致性，能够把源于不同子帧、不同页面的参数组合为一种信息展现给用户，方便用户使用。

A Solution Method of Satellite Navigation Message Parameters Based on Database Description

The present invention relates to a method for calculating satellite navigation message parameters based on database description. This method designs a general method for calculating message parameters according to the fixed frame message format of superframe, main frame and subframe. Through database configuration, it can realize the general calculating of Beidou D1 message, Beidou D2 message, GPS NAV message and GPS CNAV message parameters, and can be used in subsequent navigation message. It can ensure the physical consistency of the message parameters calculated when the frame is lost or the message is updated. It can combine the parameters from different subframes and pages into one kind of information to display to users, which is convenient for users to use.

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法
本专利技术一种在卫星导航系统中使用的电文参数解算方法，该方法在卫星导航领域广泛使用，主要用于实现北斗D1电文、北斗D2电文、GPSLNAV、GPSCNAV电文参数的解算，经过适当修改后，也可用于GLONASS电文参数的解算，以实现电文参数解算的通用处理。
技术介绍
基于超帧、主帧和子帧的固定帧结构的电文格式设计，在卫星导航领域广泛使用，除GPSLNAV电文采用这种设计以外，北斗D1电文、北斗D2电文均采用了这种电文格式，GPSCNAV电文也采用了类似设计。如GPSLNAV电文，每个超帧由25个主帧组成(25个页面)，每个主帧由5个子帧组成，每个子帧由10个字组成，每个字30比特，每个子帧传输时间为6s；北斗D1电文与GPSLNAV电文类似，每个超帧由24个主帧组成，每个主帧由5个子帧组成，每个子帧由10个字组成，每个字30比特，每个子帧传输时间为6s；北斗D2电文每个超帧由120个主帧组成，每个主帧由5个子帧组成，每个子帧由10个字组成，每个字30比特，每个子帧传输时间为0.6s。此外，GPSCNAV电文采用主帧、子帧结构，每个主帧由64个子帧组成，每个子帧300比特(与GPSLNAV长度一致)，取消了页面设置。GPSLNAV、GPSCNAV、BDSD1和BDSD2均预留了部分页面和位置，以适应未来电文扩充的需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，以适应未来电文扩充的需要。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，所述方法包括以下步骤：步骤A、数据库设计；包括六种数据库表，分别为电文格式描述表、页面编号描述表、电文格式索引表、电文信息格式编排表、参数结果定制汇总表以及参数结果定制表；步骤B、初始化操作：依次读取六种数据库表，其中电文信息格式编排表的数量和名称根据电文格式索引表的编排数字段动态生成，参数结果定制表的数量和名称根据参数结果定制汇总表动态生成；步骤C、电文参数处理：根据接收的原始电文数据，首先识别出电文格式，并把电文数据保存在对应的缓冲区中；然后根据电文格式，获取对应的参数信息及格式信息，不需要积累的电文格式立即处理，需要积累的电文格式，在判断积累完成后再处理；参数处理结果保存在对应格式的缓冲区中，根据用户设置的参数结果定制表，输出最终的结果。优选地，在步骤A中，电文格式描述表包括编排数字段，根据编排数值，数据库中配置对应的电文信息格式编排表；电文格式索引表包括页面编号字段和真实页面号字段，以处理GPSNAV格式不直接下传页面号的情况；同时包括格式号字段和关联索引号字段，以处理部分参数跨格式传输的情况；电文信息格式编排表包括编号字段和关联号字段，编号字段为参数在接口控制文件的电文格式编排表中的顺序，关联号字段用于指示参数后续部分所在的位置，填0时表示参数未拆分，值超出当前参数所在参数个数时，指向在后续格式中的位置；参数结果定制汇总表包括表格名称字段和格式索引号集合字段，表格名称字段用于指向实际存储参数结果的表格，格式索引号集合字段用于存储该参数结果需使用的格式索引号集合。优选地，在步骤A中，参数结果定制汇总表包括时间阈值判断字段用于设置是否启用时间阈值判断算法，当该字段设置为真时，在初始化操作中，将计算参数结果定制表所允许的接收时间阈值，当该字段设置为假时，接收时间阈值设置为0。优选地，在步骤A中，参数结果定制表包括加工方式字段，用于定义该参数需要进一步处理的方法。优选地，在步骤B中，在读取电文格式索引表时，提供了关联索引号集合生成算法，算法通过获取每行记录的关联索引号数据，生成关联索引号集合ψ，形成集合形式；在读取电文格式索引表时，提供了关联索引号集合接收时间阈值生成算法，接收时间阈值tps定义为关联索引号小集合中所有格式接收完毕后所花费最大时间，值为0表示格式无需积累；在步骤B中，在读取参数结果定制汇总表时，为每张参数结果定制表均生成了一个格式索引号集合Ωr，计算了每张参数结果定制表所允许的接收时间阈值，该值定义为该参数结果定制所关联的电文子帧接收完毕后所花费最大时间，当参数结果定制表中参数在一个格式编排中传输完毕时，或者时间阈值判断字段设置为假时，接收时间阈值设置为0。优选地，在步骤C中，提供了电文参数处理总流程图。该流程在接收到电文数据后，先识别该电文的格式索引号，然后通过格式索引号对应的关联索引号判断该电文是否可以处理，如果与其他格式有关联，那么需要等待其他格式积累完毕后，再处理其中的参数，否则无需积累直接处理。每个格式索引号中所有参数的处理结果均保存在临时缓冲区中，以方便后续参数结果定制输出。优选地，在步骤C中，设置了电文数据缓冲区saveWord[Q+1][R]，存储每一个电文格式对应的原始电文数据，用于在需要获取多种格式电文数据后才开始处理参数的场合；设置数据接收时间缓冲区sheetTime[Q+1]记录接收到每一种电文格式的时间，用于判断参数定制结果是否可以输出，以及判断电文是否积累完毕。优选地，在步骤C中，提供了电文数据处理判断算法。算法根据当前电文的格式索引号q，及关联索引号集合ψ，判断q是否在集合ψ中；如果q不在集合ψ中，说明格式q无需等待其他数据，该电文可以直接处理；如果q在集合ψ中，找到q所在的小集合ψq，进而计算接收ψq中所有电文数据所花费的时间tpr，与集合ψq接收时间阈值tps比较，如果tpr比tps小，说明数据积累完毕，可以处理集合ψq中所对应的所有电文。优选地，在步骤C中，提供了电文参数处理算法。算法根据当前电文的格式索引号q，找到其对应的格式号，对其中的参数x进行处理。获取到q对应的电文原码，判断参数x的关联参数ax；如果ax为0，表示该参数无后续部分，可以直接处理；如果ax大于0，需判断其值是否超出本格式表达的参数个数范围；如果未超出范围，那么后续关联参数在本格式内；如果超出范围，那么后续关联参数需要到关联格式中查找。优选地，在步骤C中，提供了参数结果输出算法。算法获取参数结果定制表的格式索引号集合Ωr及对应的接收时间阈值tqs，如果tqs值为0，直接输出参数结果；如果tqs值大于0，则计算接收Ωr中所有电文数据所花费的时间tqr，与接收时间阈值tqs进行比较，如果tqr<tqs，那么直接输出参数结果；如果tpr≥tps，说明数据未收集完成，需继续积累。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，针对超帧、主帧和子帧的固定帧结构的电文格式，提供了一种通用的电文参数解算方法，实现了北斗D1电文、北斗D2电文、GPSLNAV、GPSCNAV电文参数的通用化解算。2、本专利技术设计的六种数据库表格，为导航电文处理提供了良好的扩展性和伸缩性，能够适应导航电文内容增加、删除、修改等多种情况，能够把源于不同子帧、不同页面的参数组合为一种信息展现给用户，为电文参数使用提供了便利。3、本专利技术通过从原始电文中提取电文时间，进而判断电文帧是否积累完毕、电文参数是否处理完毕，易于避免电文帧丢失、电文参数更新时造成的同一组参数互相不一致的情况，保证其物理一致性。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤A、数据库设计；包括六种数据库表，分别为电文格式描述表、页面编号描述表、电文格式索引表、电文信息格式编排表、参数结果定制汇总表以及参数结果定制表；步骤B、初始化操作：依次读取六种数据库表，其中电文信息格式编排表的数量和名称根据电文格式索引表的编排数字段动态生成，参数结果定制表的数量和名称根据参数结果定制汇总表动态生成；步骤C、电文参数处理：根据接收的原始电文数据，首先识别出电文格式，并把电文数据保存在对应的缓冲区中；然后根据电文格式，获取对应的参数信息及格式信息，不需要积累的电文格式立即处理，需要积累的电文格式，在判断积累完成后再处理；参数处理结果保存在对应格式的缓冲区中，根据用户设置的参数结果定制表，输出最终的结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤A、数据库设计；包括六种数据库表，分别为电文格式描述表、页面编号描述表、电文格式索引表、电文信息格式编排表、参数结果定制汇总表以及参数结果定制表；步骤B、初始化操作：依次读取六种数据库表，其中电文信息格式编排表的数量和名称根据电文格式索引表的编排数字段动态生成，参数结果定制表的数量和名称根据参数结果定制汇总表动态生成；步骤C、电文参数处理：根据接收的原始电文数据，首先识别出电文格式，并把电文数据保存在对应的缓冲区中；然后根据电文格式，获取对应的参数信息及格式信息，不需要积累的电文格式立即处理，需要积累的电文格式，在判断积累完成后再处理；参数处理结果保存在对应格式的缓冲区中，根据用户设置的参数结果定制表，输出最终的结果。2.根据权利要求1所述的一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于：在步骤A中，电文格式描述表包括编排数字段，根据编排数值，数据库中配置对应的电文信息格式编排表；电文格式索引表包括页面编号字段和真实页面号字段，以处理GPSNAV格式不直接下传页面号的情况；同时包括格式号字段和关联索引号字段，以处理部分参数跨格式传输的情况；电文信息格式编排表包括编号字段和关联号字段，编号字段为参数在接口控制文件的电文格式编排表中的顺序，关联号字段用于指示参数后续部分所在的位置，填0时表示参数未拆分，值超出当前参数所在参数个数时，指向在后续格式中的位置；参数结果定制汇总表包括表格名称字段和格式索引号集合字段，表格名称字段用于指向实际存储参数结果的表格，格式索引号集合字段用于存储该参数结果需使用的格式索引号集合。3.根据权利要求1所述的一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于：在步骤A中，参数结果定制汇总表包括时间阈值判断字段用于设置是否启用时间阈值判断算法，当该字段设置为真时，在初始化操作中，将计算参数结果定制表所允许的接收时间阈值，当该字段设置为假时，接收时间阈值设置为0。4.根据权利要求1所述的一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于：在步骤A中，参数结果定制表包括加工方式字段，用于定义该参数需要进一步处理的方法。5.根据权利要求1所述的一种基于数据库描述的卫星导航电文参数解算方法，其特征在于：在步骤B中，在读取电文格式索引表时，提供了关联索引号集合生成算法，算法通过获取每行记录的关联索引号数据，生成关联索引号集合ψ，形成集合形式；在读取电文格式索引表时，提供了关联索引号集合接收时间阈值生成算法，接收时间阈值tps定义为关联索引号小集合中所有格式接收完毕后所花费最大时间，值为0表示格式无需积累；在步骤B中，在读取参数结果定制汇总表时，为每张参数结果定制表均...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶爱水，李永刚，房新兵，汪毅，郭力兵，张龙，毛文，胡健，黄为，侯亚威，
申请(专利权)人：中国卫星海上测控部，
类型：发明
国别省市：江苏,32