一种GNSS模拟器中的导航电文结构可配置方法技术

本发明专利技术提供了一种GNSS模拟器中的导航电文结构可配置方法，将电文参数的结构信息，包括电文主帧的总长度、电文参数名称、参数起始位置和长度，保存在文件/数据库中，首先电文结构预配置，然后，用户根据需要更改电文结构，可改变任意电文参数的位置和长度，在更改完成后，模拟器对用户配置后的电文格式进行正确性校验并存储，最后通过GNSS模拟器读取电文结构信息进行仿真，生成与仿真时刻对应的电文比特流。本发明专利技术方法解决了常规GNSS模拟器中对于特定的导航系统以及模式特定的卫星模拟信号电文帧结构固定的问题，支持用户对电文参数在电文帧结构中位置及长度的便捷修改，有效支持基于GNSS模拟器的导航电文设计研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星导航领域，具体涉及一种全球卫星导航系统(GNSS)模拟器中用于支持导航电文设计的导航电文结构可配置方法。
技术介绍
GNSS模拟器通过动态模拟导航卫星星座和卫星信号接收机载体的运动轨迹，实时计算出接收机的位置，并结合卫星的实时位置判断卫星可见性，计算卫星信号功率、伪距、多普勒、载波相位等接收机实时观测量，以此实现对导航电文数据的扩频码调制和载波调 制，模拟产生实际应用场景中接收机接收到的卫星导航信号，成为卫星信号接收机研制开发与测试验证中的仿真信号源。相比直接利用真实卫星信号，GNSS模拟器能够提供精确可控、可复现的仿真环境以及非正常情况的测试条件，使接收机的研发效率得以保证。随着美国GPS系统现代化和俄罗斯GL0NASS系统改进升级，以及欧洲Galileo系统和我国北斗卫星导航系统的建设(上述全球卫星导航系统可通称GNSS系统)，GNSS模拟器持续受到工业及军事部门的关注。国外已研制出多种型号的GNSS模拟器，如，美国CAST公司的GPS模拟器、英国Spirent公司的GSS系列模拟器、德国IFEN公司的GNSS模拟器，但大都功能固定，所能模拟的导航卫星系统、信号频点与结构、载体动态等严格受限。模拟导航电文是GNSS模拟器的重要环节之一，生成用户设置的仿真时段内所选导航系统模式下各可见卫星的导航电文数据比特流，与模拟器产生的相应载波及扩频码进行调制，构成完整的卫星导航模拟信号。在常规的GNSS模拟器中，导航电文生成基于固定的电文帧结构，仅电文参数内容和/或数据比特可以修改，也包括对电文数据正确性的校验。但在需要GNSS模拟器支持导航电文设计研究的条件下，这种固定电文帧结构的模式显然不再适用。
技术实现思路
本专利技术针对常规的GNSS模拟器中，导航电文生成基于固定的电文帧结构，而固定电文帧结构的模式不适用支持基于GNSS模拟器的导航电文设计研究的现状，提出一种GNSS模拟器中的导航电文结构可配置方法。本专利技术提出一种GNSS模拟器中的导航电文结构可配置方法，具体通过以下步骤来实现步骤一电文结构预配置。具体是预配置电文结构中各电文参数的结构信息，将其作为GNSS模拟器的初始默认电文结构，保存在文件/数据库中；所述的电文参数的结构信息包括电文主帧的总长度、电文参数名称、参数起始位置和长度；所述的初始默认电文结构通过电文格式正确性校验，并能直接被GNSS模拟器调用。步骤二 判断用户是否选择更改电文结构，若否，执行步骤三，若是，通过GNSS模拟器的电文结构配置界面实现电文结构更改，然后执行步骤三。用户通过GNSS模拟器的电文结构配置界面对电文结构进行更改，更改包括改变任意电文参数的位置和长度，其中位置的改变包含两类将一个电文参数插入到另一个电文参数之前，将两个电文参数的位置进行交换；更改完成后，GNSS模拟器对用户配置后的电文结构的格式进行正确性校验，将通过校验的电文结构写入文件/数据库中。步骤三电文结构使用。在GNSS模拟器启动仿真运行时，读取文件/数据库中的电文结构信息，获取电文参数数据，并对电文参数数据进行正确性校验，判断具体参数数据取值的有效性，若校验不正确，给出错误反馈信息，暂停GNSS模拟器运行；若校验正确，则GNSS模拟器生成与仿真时刻对应的导航电文比特流。 本专利技术提供的方法具有以下优点和积极效果(I)本专利技术方法将电文参数的位置和长度在帧结构的框架内实现依据用户设置的更改，解决了常规GNSS模拟器中对于特定的导航系统以及模式特定的卫星模拟信号电文帧结构固定的问题，GNSS模拟器将按照用户配置后的电文格式，生成相应的导航电文比特流，将标准GNSS模拟器扩展为导航电文设计研究的软件工具，用以支持基于GNSS模拟器的导航电文设计研究。(2)相对于现有技术中GNSS模拟器一般将电文结构保存在软件底层的数组中，用户无法对模拟器底层的数组进行操作的问题，本专利技术方法用文件或数据库保存导航电文的结构信息，支持用户对电文参数在帧结构中位置及长度的便捷修改。(3)本专利技术方法包括对用户配置的电文格式正确性校验，将通过校验的电文帧结构通过用户界面显示，保证了电文结构的准确性，有效支持电文设计研究。附图说明图I为本专利技术的导航电文结构可配置方法的流程示意图；图2为本专利技术的导航电文结构配置的示例图，其中，(a)为实施例中配置前的电文结构，(b)为实施例中位置插入和长度配置后的电文结构，(c)为实施例中位置交换配置后的电文结构。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提供一种GNSS模拟器中的导航电文结构可配置方法，如图I所示，具体通过以下步骤实现步骤一电文结构预配置。为电文结构设置预配置信息，预配置信息是指电文参数的结构信息，包括电文主帧的总长度，电文参数名称、参数起始位置和长度，将电文参数的结构信息保存在文件或数据库中。参数起始位置就是指电文参数在电文帧结构中的起始位置。参数长度是指参数数据基于相应的比例因子转换得到比特字段所占长度。所保存的电文参数的结构信息事先都经过了电文格式正确性校验，可直接被GNSS模拟器调用。本步骤中的预配置信息将作为GNSS模拟器的初始默认电文结构，该默认电文结构可通过GNSS模拟器的电文结构配置界面进行显示。现有GNSS模拟器将电文结构保存在软件底层的数组中，用户无法对软件底层的数组进行操作，即不能修改电文结构。本专利技术方法中用文件或者数据库保存电文参数的结构信息，则用户能够方便修改电文结构。步骤二 判断用户是否选择更改电文结构，若否，执行步骤三，若是，通过GNSS模拟器的电文结构配置界面实现电文结构更改，然后执行步骤三。更改包括改变任意电文参数的位置和长度，更改完成后，GNSS模拟器对用户配置后的电文格式进行正确性校验，将通过校验的电文结构写入文件/数据库。步骤二具体分为如下步骤。步骤2. I :电文结构更改。如果用户选择更改电文结构，则通过GNSS模拟器的电文结构配置界面更改电文参数的结构信息。目前的固定电文帧结构，电文参数的数目、位置及长度均不变，而本专利技术方法中的更改可涉及电文参数的位置和长度的改变，解决了固定电文帧结构不能支持基于GNSS模拟器的导航电文设计研究的问题。其中，位置的更改包含两类将一个电文参数插入到另一个电文参数之前；将两个电文参数的位置进行交换。电文参数位置的变化导致与该电文参数的原位置与新位置之间的全部电文参数的起始位置都发生改变，而电文参数长度的改变导致该电文参数之后的所有的电文参数的起始位置发生改变。为此，电文结构更改处理方法的关键在于确定受到变更影响的电文参数的新起始位置，具体划分为三种情况来确定位置插入、位置交换和长度改变。(a)位置插入。对参数进行位置插入的同时参数长度也可改变；在电文结构中原来不存在的参数，也可通过插入操作引入到电文中。在电文参数j的当前位置之前插入电文参数i。如果电文参数i为已有的参数，则它的新起始位置为position_i_new = PositionJ-Iengthj-Iiii其中，position_i_new表示电文参数i的新起始位置，position_j表示电文参数j的起始位置，length_i表示电文参数i的比特长度,Hii为分组校验码长度的倍数(包括O倍的情况)，Ini的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昀，黄智刚，寇艳红，王陆潇，李锐，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：