基于三维动态模型的卫星信号仿真方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于三维动态模型的卫星信号仿真方法，系统及可读存储介质，该方法包括：获取用户设置参数，并基于预设算法，逐一生成与用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数；对由每一场景特性参数构成的三维遮挡模型进行动态加载，并动态获取每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的第一高度角和第一方向角对每颗卫星的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个遮挡场景下的卫星信号特性数据。本发明专利技术通过动态灵活配置，实现不同遮挡场景的覆盖，并且，通过每颗卫星在各个遮挡场景下实际的第一高度角和第一方向角，修正各个场景下各自的信号参数，仿真获得每颗卫星在各个场景下准确的卫星信号，进而有利于接收机定位精准性能的准确测试。能的准确测试。能的准确测试。

【技术实现步骤摘要】
基于三维动态模型的卫星信号仿真方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及卫星导航
，尤其涉及一种基于三维动态模型的卫星信号仿真方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统），是利用人造卫星技术，在全球范围内实现定位、导航和授时的综合系统。GNSS主要由空间卫星星座、地面控制站和接收机三部分组成。空间卫星星座中一定数量的卫星按照一定的规则布置便能为整个地球提供导航定位服务。地面控制站主要用于对空中的卫星进行实时监控，以保障整个系统的运行稳定与可靠服务。接收机通过对卫星信号的接收、处理、解算，从而实现定位、导航和授时的功能。
[0003]当前，对于接收机的定位性能测试，通常采用完全理想化的GNSS卫星信号覆盖的方式进行仿真测试，即设定所有卫星信号都是相同的功率水平，或者同时增加信号覆盖或者同时降低覆盖，也就是认为接收机是在一个完全平面无遮挡的场景下进行定位业务承载。然而，实际上接收机是工作在一个真实的地理环境中，有建筑物、山峰、树木等等，该类地理环境因素必然对接收机接收卫星信号产生影响。因此，在进行接收机定位精度性能尤其是动态定位精度性能时，必须考虑地理环境因素对卫星信号的影响。
[0004]为此，可结合真实3D地图建筑物，并根据卫星的高度角和方向角数据来仿真计算当前卫星信号的损耗、多径等遮挡效果。但该方式对真实3D地图的依赖性高，需要花费高额的成本开发或购买专业的3D地图，即便如此，也局限于当前的3D地图场景，不能覆盖变动的场景，通过仿真获得的卫星信号同样不够准确，进而导致接收机的定位精准性能测试不准确。因此，如何仿真获得准确的卫星信号，以实现接收机定位精准性能的准确测试，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于三维动态模型的卫星信号仿真方法，系统及存储介质，旨在解决现有技术中卫星信号的仿真高度依赖于真实3D地图，而存在成本高、准确性低，导致接收机定位精准性能测试不准确的的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于三维动态模型的卫星信号仿真方法，所述基于三维动态模型的卫星信号仿真方法包括：获取用户设置参数，并基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数；对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行动态加载，并动态获取每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的第一高度角和第一方向角；基于每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的所述第一高度角和所述第一方向角，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡
场景下的卫星信号特性数据，完成卫星信号的仿真。
[0007]可选地，所述用户设置参数包括场景数量，所述基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数的步骤包括：基于预设算法，生成与所述用户设置参数所对应遮挡场景的场景特性参数，并更新所述场景数量；判断更新后的所述场景数量是否达到预设阈值；若未达到预设阈值，则持续执行基于预设算法，生成与所述用户设置参数所对应遮挡场景的场景特性参数，并更新所述场景数量的步骤，直到更新后的所述场景数量达到预设阈值。
[0008]可选地，所述用户设置参数还包括场景周期，所述对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行动态加载，并动态获取每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的卫星信号第一高度角和第一方向角的步骤包括：根据所述场景数量和所述场景周期，确定加载总时长；根据所述加载总时长，对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行逐一加载，其中，每项所述三维遮挡模型的加载时长等于所述场景周期；根据所述场景周期，逐一获取每颗卫星分别与当前加载的所述三维遮挡模型对应的卫星信号第一高度角和第一方向角。
[0009]可选地，所述场景特性参数包括第二高度角和第二方向角，所述基于每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的所述第一高度角和所述第一方向角，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据的步骤包括：根据每颗卫星在每一所述遮挡场景中的所述第一高度角和所述第二高度角之间的比例关系，以及每颗卫星在每一所述遮挡场景中的所述第一方向角和所述第二方向角之间的比例关系，计算遮挡效应参数；根据所述遮挡效应参数，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据。
[0010]可选地，所述信号参数包括所述场景特性参数内的损耗值和多径衰落值，所述根据所述遮挡效应参数，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据的步骤包括：根据所述遮挡效应参数，对每颗卫星在当前所述三维遮挡模型中的损耗值和多径衰落值进行修正，获得每颗卫星在当前遮挡场景下的卫星信号特性数据；当每颗卫星在所有所述三维遮挡模型中的信号参数均基于对应的所述遮挡效应参数修正后，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据。
[0011]可选地，所述用户设置参数还包括高度角模式、高度角范围、方向角模式、方向角范围、损耗模式、损耗范围、多径模式和多径衰落范围；所述基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数的步骤包括：基于预设算法，以所述高度角模式、所述方向角模式、所述损耗模式和所述多径模式，分别生成每个所述遮挡场景的第二高度角、第二方向角、损耗值和多径衰落值；
其中，所述第二高度角、第二方向角、损耗值和多径衰落值共同构成所述场景特性参数，且分别位于所述高度角范围、方向角范围、损耗范围和多径衰落范围。
[0012]可选地，所述获取用户设置参数，并基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数的步骤之前，还包括：获取卫星的初始高度角，并判断所述初始高度角是否大于预设阈值，若大于预设阈值，则执行获取用户设置参数的步骤；若所述初始高度角小于或等于预设阈值，则选取新的卫星，执行获取卫星的初始高度角的步骤。
[0013]可选地，所述获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据，完成卫星信号的仿真的步骤之后，还包括：根据每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据，对与所述卫星信号对应的接收机的定位性能进行测试。
[0014]进一步地，为实现上述目的，本专利技术还提供一种基于三维动态模型的卫星信号仿真系统，所述基于三维动态模型的卫星信号仿真系统包括存储器、处理器以及存储在存储器上用于实现基于三维动态模型的卫星信号仿真方法的控制程序，所述处理器用于执行实现所述基于三维动态模型的卫星信号仿真方法的控制程序，以实现如上所述基于三维动态模型的卫星信号仿真方法的步骤。
[0015]进一步地，为实现上述目的，本专利技术还可提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有控制程序，所述控制程序被处理器执行时实现如上所述基于三维动态模型的卫星信号仿真方法的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维动态模型的卫星信号仿真方法，其特征在于，所述卫星信号仿真方法包括：获取用户设置参数，并基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数；对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行动态加载，并动态获取每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的第一高度角和第一方向角；基于每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的所述第一高度角和所述第一方向角，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据，完成卫星信号的仿真。2.如权利要求1所述的卫星信号仿真方法，其特征在于，所述用户设置参数包括场景数量，所述基于预设算法，逐一生成与所述用户设置参数对应的多个遮挡场景的场景特性参数的步骤包括：基于预设算法，生成与所述用户设置参数所对应遮挡场景的场景特性参数，并更新所述场景数量；判断更新后的所述场景数量是否达到预设阈值；若未达到预设阈值，则持续执行基于预设算法，生成与所述用户设置参数所对应遮挡场景的场景特性参数，并更新所述场景数量的步骤，直到更新后的所述场景数量达到预设阈值。3.如权利要求2所述的卫星信号仿真方法，其特征在于，所述用户设置参数还包括场景周期，所述对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行动态加载，并动态获取每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的卫星信号第一高度角和第一方向角的步骤包括：根据所述场景数量和所述场景周期，确定加载总时长；根据所述加载总时长，对由每一所述场景特性参数构成的三维遮挡模型进行逐一加载，其中，每项所述三维遮挡模型的加载时长等于所述场景周期；根据所述场景周期，逐一获取每颗卫星分别与当前加载的所述三维遮挡模型对应的卫星信号第一高度角和第一方向角。4.如权利要求1所述的卫星信号仿真方法，其特征在于，所述场景特性参数包括第二高度角和第二方向角，所述基于每颗卫星分别与每一遮挡场景对应的所述第一高度角和所述第一方向角，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据的步骤包括：根据每颗卫星在每一所述遮挡场景中的所述第一高度角和所述第二高度角之间的比例关系，以及每颗卫星在每一所述遮挡场景中的所述第一方向角和所述第二方向角之间的比例关系，计算遮挡效应参数；根据所述遮挡效应参数，对每颗卫星在每一所述三维遮挡模型中的信号参数进行修正，获得每颗卫星在多个所述遮挡场景下的卫星信号特性数据。5.如权利要求4所述的卫星信号仿真方法，其特征在于，所述信号参数包括所述场景特性参数内的损耗值和多径衰落值，所述根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金林，
申请(专利权)人：灿芯技术深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：