三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法和模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法和模拟装置，属于卫星导航的信号技术领域。包括由三维场景多径仿真装置、导航信号仿真控制装置和导航多径信号模拟源组成，三维场景多径仿真装置和导航多径信号模拟源分别与导航信号仿真控制装置连接。本发明专利技术的有益效果在于，结合对天真实信号测试和导航信号模拟源测试的优点，减少定位中的误差，特别是高楼林立的街道、高架桥、峡谷等环境中，由于卫星遮挡和多径信号的影响造成的误差。

Simulation method and device of 3D scene satellite occlusion and multipath signal

【技术实现步骤摘要】
三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法和模拟装置
本专利技术涉及一种三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法和模拟装置，属于卫星导航的信号

技术介绍
随着我国北斗导航系统技术不断发展和成熟，北斗导航在无人驾驶、5G等各行各业应用会日益深入，对高精度导航定位有更多的需求。然而在高楼林立的街道、高架桥、峡谷等环境中，卫星信号经过周围物体表面会产生反射的多径信号，卫星信号经过周围物体边缘时，会产生绕射的多径信号，卫星信号还会被物体遮挡住，由于卫星遮挡和多径信号的影响，造成高精度定位结果偏差较大，无法满足智能驾驶和万物互联所需的全程无死角车道级别高精度导航需求。目前对于高精度导航定位测试都是采用实际对天真实信号测试和导航信号模拟源测试两种，对天真实信号测试测试条件不可控，易受环境影响，不能定量测试指标，这些缺点导航信号模拟源测试都没有，但是模拟源不能模拟真实三维场景的卫星遮挡和多径效应，造成导航信号模拟源测试通过的产品在实际环境使用过程中定位误差大。因此迫切需要对真实三维场景建模，并仿真三维环境中的卫星遮挡和由于周围物体面反射、物体边缘绕射引起的多径信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法，/n其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：基于三维地图计算多径参数和卫星遮挡；/n步骤二：仿真生成直达信号快变参数和多径信号快变参数；/n步骤三：生成导航直达射频信号和导航多径射频信号。/n

【技术特征摘要】
1.三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法，
其特征在于包括以下步骤：
步骤一：基于三维地图计算多径参数和卫星遮挡；
步骤二：仿真生成直达信号快变参数和多径信号快变参数；
步骤三：生成导航直达射频信号和导航多径射频信号。


2.根据权利要求1所述的三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法，其特征在于，所述的步骤一包括：
11）获得三维场景地图数据：通过借助无人机倾斜摄影针对真实场景进行三维高精度建模，或者从已有三维地图导入数据；
12）对地图中不同材质进行区分，设置不同的反射系数；
13）在三维地图中编辑生成用户轨迹，设置仿真起始时间，选择仿真的卫星导航系统及频点；
14）设置多径最大反射/绕射次数、多径最大时延、多径最大衰减功率；
15）从仿真起始时间开始，以一定频度在GPU中计算当前用户轨迹点到每颗可见卫星的所有信号传播路径，找出所有的反射、绕射路径；
16）如果可见卫星到当前用户轨迹点的连线穿过三维地图中的物体，则该可见卫星被遮挡；
17）根据步骤15）找出的反射和绕射路径距离，结合路径上不同材质的反射系数，计算得到反射、绕射引起的多径相对于直达信号的功率衰减和伪距时延；
18）只选择满足不大于多径最大时延和多径最大衰减功率的多径信号，计算其由于周围运动物体引起的额外多普勒频移；
19）将步骤16）和步骤18）计算得到的所有多径信号参数和被遮挡的卫星号及持续时间信息发给导航信号仿真控制装置。


3.根据权利要求1所述的三维场景卫星遮挡及多径信号模拟方法，其特征在于，所述的步骤二包括：
21）将同一颗卫星的多路多径信号合成为一路多径，得到此路多径信号相对于直达信号的多径参数，包括伪距时延、功率衰减、多普勒频移；
22）根据仿真时间和星历参数计算卫星位置，以一定频度，根据用户轨迹和卫星位置计算伪距，加上卫星钟差、电离层和对流层误差、地球自转效应后得到每个频点所有直达信号的快变参数；
23）被遮挡的卫星的直达信号功率设置为关闭，其余卫星信号功率设置为用户的期望功率；
24）根据多径信号参数和对应的直达信号快变参数，得到多径信号的快变参数；
25）将直达信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇虎，潘小海，刘思慧，伍俊，李中林，
申请(专利权)人：湖南卫导信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43