一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法技术

本发明专利技术涉及一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法，属于卫星导航技术领域。本发明专利技术利用北斗卫星导航地基增强系统的高精度差分定位数据条件，用一台测量型接收机获得的坐标作为基准坐标，将被测试的接收机的天线与测量型接收机的天线共线并置于运动的测试车上，使测量型接收机和被测试接收机在同样的运动状态下对同一位置进行坐标测量，将被测试接收机测得的坐标与测量型接收机测得的坐标进行比较，用测试次数大样本量的误差算法进行精度计算，得到被测试接收机在车辆行驶运动状态下测得的厘米级的水平和高程的定位精度。本发明专利技术所测试的结果既真实，且测试的精度也比目前使用的方法的精度明显高很多。的方法的精度明显高很多。的方法的精度明显高很多。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法


[0001]本专利技术属于卫星导航
，具体涉及一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法。

技术介绍

[0002]动态定位精度是卫星导航接收机的主要性能之一。卫星导航接收机动态定位精度是一项难以在真实环境中测得精确数值的测量方法。当前的卫星导航接收机动态定位精度主要有两种测试方法。第一种接收机动态定位精度测试方法是将卫星导航接收机的天线固定在汽车上，按不小于20km/h的速度行驶，开启接收机定位功能，选择多种典型路况，卫星导航接收机将其定位坐标与车载导航地图进行匹配，并在显示器上显示坐标参数、地形图和语音播报，用接收机匹配的导航地图图形和参数与车辆行驶到的实际特定地标标志和位置相对比，以两者之间对比出的正确性作为接收机动态定位精度的判据，如图1所示。第二种接收机动态定位精度测试方法是模拟测试方法，将接收机固定设置在测试室内，用GNSS模拟器分别模拟发出卫星信号、模拟承载卫星导航接收机的汽车载体的运动轨迹及速度、仿真接收机各定位点的标准位置，通过接收机获得的仿真定位坐标与模拟行驶轨道上的标准坐标对比来计算被测接收机的动态定位精度，如图2所示。
[0003]上述的第一种接收机动态定位精度测试方法虽然是实车测试，但测试的误差比较大(接近10米)，因为接收机动态过程定位的坐标点不是与一个对应的标准坐标点进行对比，而是用接收机定位的坐标与导航地图匹配，通过匹配的导航地图与车辆实际行驶到典型实景的位置(对交叉路口、建筑地标、匝道、高架桥、环岛等)进行对比来判断动态定位的精度，这种测试方法难以精确反映接收机的定位精度，而且测试坐标点的地图位置与实景位置对比的样本量也比较少。第二种接收机动态定位精度测试方法的测试精度比第一种接收机动态定位精度测试方法的要高一些(接近米级)，但它只是模拟的测试结果，无法模拟所有的真实元素，因而就不可能完全地反映出各种影响因素，也就不能代表真实的不同路况、运动状态和其他条件下真实的接收机的定位精度，因此，测试结果的说服力不强，且这种方法的测试精度也不算高。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：如何设计一种实景测试的、精度高的卫星导航接收机动态定位精度的测试方法，在实际的行驶状态下进行卫星导航接收机动态定位精度的测试，以提高卫星导航接收机动态定位精度测试的可信度和精度。
[0006](二)技术方案
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1、选择北斗卫星导航地基增强系统区域差分能覆盖区域作为卫星导航被测
试接收机精度测试的车辆行驶区域范围，并选择测试精度达到厘米级的卫星导航测量型接收机；
[0009]步骤S2、选择如下测试条件：车辆行驶测试场地的各个观测点周围无高于预设强度的电磁信号干扰；点位周围环视高度角15
°
以上无障碍物；位置精度因子PDOP≤4；
[0010]步骤S3、准备一辆有硬质顶棚公路行驶的车辆作为测试车，将卫星导航测量型接收机的天线固定在车辆的硬质顶棚上，将天线的馈线接到车舱内；
[0011]步骤S4、将车顶上的卫星导航测量型接收机的天线的馈线连接到车舱内一个功分器的输入端上，再将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机用线缆分别连接到所述功分器的两个输出端上，实现卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机这两个接收机共享同一天线，再将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机分别与测试车内的计算机连接，所述功分器用于将天线接收到的卫星导航观测信号和差分产品信号对两个接收机进行平等分流，所述计算机与卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机为双向通信，计算机用于给两个接收机发送同步定位指令，并分别接收两个接收机利用所述卫星导航观测信号、差分产品数据解算出的在车辆行驶运动状态下的位置坐标，即坐标采样点，所述卫星导航测量接收机和卫星导航被测试接收机解算的位置坐标将用于计算卫星导航被测试接收机完整的动态定位精度结果；
[0012]步骤S5、对车辆行驶的测试路线进行选择，测试的行驶道路包含一些预设的道路特征，卫星导航接收机动态定位精度测试的一大部分场景是无遮挡的，但在接收机运动过程中可有一小部分的遮挡或安排预设短时通过遮挡区，以测试接收机在运动过程中的推算导航定位功能，由此来测得卫星导航被测试接收机动态定位更真实的精度，测试路线还包括运动过程中高程变化的测试，这个测试过程通过让车辆行驶上高架桥来测试；
[0013]步骤S6、将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机置于动态模式，卫星导航测量型接收机接收北斗卫星导航地基增强系统的差分产品数据和卫星导航观测信号，卫星导航被测试接收机只接收卫星导航观测信号，两者分别能进行坐标位置解算，这种信号接收方式测量出的定位精度为卫星导航被测试接收机的单点定位精度；当卫星导航被测试接收机像卫星导航测量接收机一样接收卫星导航观测信号和差分产品数据时，测量出的定位精度为卫星导航被测试接收机的差分定位精度(或应用差分数据的高精度定位的精度)；
[0014]起动测试车，按规定的车速在步骤S5事先规划的测试路线上行驶；
[0015]步骤S7、在测试车以规定速度行驶的过程中，在到达规划的测试位置时，用计算机向两个接收机发出同步定位指令，使两个接收机分别利用所述卫星导航观测信号、差分产品数据按一定的速率连续采样120个坐标点，并将采样数据发送给计算机；
[0016]步骤S8、将卫星导航被测试接收机关机一定时间后再开机，待其定位稳定一定时间后，再按步骤S7的方式进行测试；
[0017]步骤S9、选择不同道路特征的坐标点作为卫星导航被测试接收机动态定位精度的测试的道路特征点，重复步骤S8，测试的道路特征点的总处数不少于5处；
[0018]步骤S10、计算机中的软件进行以下计算：建立卫星导航被测试接收机动态定位坐标精度的计算公式，设卫星导航被测试接收机x方向的定位精度为P
x
、卫星导航被测试接收机第i次测量的x方向的测量值为x
i
、卫星导航测量型接收机第i次测量的x方向的测量值为
x
bi
、测量坐标点数为n、卫星导航被测试接收机y方向的定位精度为P
y
、卫星导航被测试接收机第i次测量的y方向的测量值为y
i
、卫星导航测量型接收机第i次测量的y方向的测量值为y
bi
、卫星导航被测试接收机的水平定位精度为P
xy
、卫星导航被测试接收机高程定位精度为P
H
、卫星导航被测试接收机第i次测量的高程H方向的测量值为H
i
、卫星导航测量型接收机第i次测量的高程H方向的测量值为H
bi
，对卫星导航被测试接收机x方向的定位精度P
x
进行计算，对卫星导航被测试接收机y方向的定位精度P
y
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星导航接收机动态定位精度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、选择北斗卫星导航地基增强系统区域差分能覆盖区域作为卫星导航被测试接收机精度测试的车辆行驶区域范围，并选择测试精度达到厘米级的卫星导航测量型接收机；步骤S2、选择如下测试条件：车辆行驶测试场地的各个观测点周围无高于预设强度的电磁信号干扰；点位周围环视高度角15
°
以上无障碍物；位置精度因子PDOP≤4；步骤S3、准备一辆有硬质顶棚公路行驶的车辆作为测试车，将卫星导航测量型接收机的天线固定在车辆的硬质顶棚上，将天线的馈线接到车舱内；步骤S4、将车顶上的卫星导航测量型接收机的天线的馈线连接到车舱内一个功分器的输入端上，再将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机用线缆分别连接到所述功分器的两个输出端上，实现卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机这两个接收机共享同一天线，再将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机分别与测试车内的计算机连接，所述功分器用于将天线接收到的卫星导航观测信号和差分产品信号对两个接收机进行平等分流，所述计算机与卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机为双向通信，计算机用于给两个接收机发送同步定位指令，并分别接收两个接收机利用所述卫星导航观测信号、差分产品数据解算出的在车辆行驶运动状态下的位置坐标，即坐标采样点，所述卫星导航测量接收机和卫星导航被测试接收机解算的位置坐标将用于计算卫星导航被测试接收机完整的动态定位精度结果；步骤S5、对车辆行驶的测试路线进行选择，测试的行驶道路包含一些预设的道路特征，卫星导航接收机动态定位精度测试的一大部分场景是无遮挡的，但在接收机运动过程中可有一小部分的遮挡或安排预设短时通过遮挡区，以测试接收机在运动过程中的推算导航定位功能，由此来测得卫星导航被测试接收机动态定位更真实的精度，测试路线还包括运动过程中高程变化的测试，这个测试过程通过让车辆行驶上高架桥来测试；步骤S6、将卫星导航测量型接收机和卫星导航被测试接收机置于动态模式，卫星导航测量型接收机接收北斗卫星导航地基增强系统的差分产品数据和卫星导航观测信号，卫星导航被测试接收机只接收卫星导航观测信号，两者分别能进行坐标位置解算，这种信号接收方式测量出的定位精度为卫星导航被测试接收机的单点定位精度；当卫星导航被测试接收机像卫星导航测量接收机一样接收卫星导航观测信号和差分产品数据时，测量出的定位精度为卫星导航被测试接收机的差分定位精度，或应用差分数据的定位的精度；起动测试车，按规定的车速在步骤S5事先规划的测试路线上行驶；步骤S7、在测试车以规定速度行驶的过程中，在到达规划的测试位置时，用计算机向两个接收机发出同步定位指令，使两个接收机分别利用所述卫星导航观测信号、差分产品数据按一定的速率连续采样120个坐标点，并将采样数据发送给计算机；步骤S8、将卫星导航被测试接收机关机一定时间后再开机，待其定位稳定一定时间后，再按步骤S7的方式进行测试；步骤S9、选择不同道路特征的坐标点作为卫星导航被测试接收机动态定位精度的测试的道路特征点，重复步骤S8，测试的道路特征点的总处数不少于5处；步骤S10、计算机中的软件进行以下计算：建立卫星导航被测试接收机动态定位坐标精度的计算公式，设卫星导航被测试接收机x方向的定位精度为P

【专利技术属性】
技术研发人员：麦绿波，侯井林，
申请(专利权)人：中国兵器工业标准化研究所，
类型：发明
国别省市：