[发明专利]一种GNSS接收机模拟器

说明书

技术领域

本发明属于GNSS卫星定位领域，特别是涉及一种GNSS接收机模拟器。

 

背景技术  

GNSS接收机模拟器的作用是模拟真正的GNSS接收机，按用户需求输出GNSS测量数据。其应用非常广泛，可用于卫星定位设备的测试、精密定位算法的测试以及接收机操作学习等方面。

从应用方面分，GNSS接收机可分为三大类，一类是民用导航用GNSS接收机，这类接收机的单点定位精度是米级，一般不具备差分定位功能，输出为NMEA0183格式的定位信息；第二类是高精度行业应用GNSS接收机，这类接收机的单点定位精度是米级，差分定位精度可以达到厘米级甚至毫米级；第三类GNSS接收机为特种（如军用）GNSS接收机，主要特性为高抗干扰以及高动态等。迄今为止，GNSS接收机模拟器只有民用导航型GNSS接收机模拟器，只能输出NMEA0183数据，无法与实时星历数据进行关联，无法用于精密定位算法测试以及高精度GNSS接收机操作学习的需求。

目前，高精度GNSS接收机的价格一般在万元以上；而且随着卫星的种类和数量在不断增多，为了能接受到新增卫星的数据，则需要不断购买高精度GNSS接收机。

高精度GNSS接收机模拟器之所以一直未见于世，主要原因是其实施有以下几点技术障碍：

（1）高精度GNSS接收机模拟器需要得到实时卫星星历，星历数据必须由卫星直接接收得到，而接收机模拟器是一个虚拟的接收机，无法获得星历数据；

（2）如果想获得实时卫星星历，必须有真正的接收机从卫星获得。而GNSS卫星的星历数据一般1-2小时就更新一次，且每台接收机在一个时间点上都只能接收到一部分卫星的星历数据（受可见卫星的限制），因此只靠一台接收机无法获得完整的、所有卫星的星历数据。

 

发明内容

    为了解决上述技术问题，本发明利用分布式卫星接收机技术和网络技术，提出了一种高精度GNSS接收机模拟器。

    本发明所采用的技术方案是：一种GNSS接收机模拟器，其特征在于：包括服务器、GNSS接收机和客户端，所述的服务器与所述的GNSS接收机连接，用于实时从GNSS接收机获取卫星时间、观测数据以及卫星星历、历书数据，所述的服务器与客户端通过网络通讯。

作为优选，所述的服务器和GNSS接收机均为四台，均匀设置在地球的四个点上，用于分别接收能看到的卫星的星历，然后通过网络进行数据交换，得到所有卫星的星历。

作为优选，所述的客户端至少一个。

作为优选，所述的客户端设置有输入模块和输出模块，所述的输入模块用于输入模拟的时间、地点、速度、方位角、输出速率场景信息，所述的输出模块用于将得到的模拟原始观测量输出到其他设备。

作为优选，所述的GNSS接收机模拟器还包括备用服务器。

本发明的特点：

（1）采用客户端、服务器模式，服务器端自动从GNSS接收机实时接收、更新星历，并传送给客户端，保证客户端生成的观测量数据更真实准确；

（2）服务器均匀分布在全球各地，之间自动进行数据交换，可以得到所有卫星的星历信息，保证为全球用户服务；

（3）输出的数据内容丰富，可以满足精密定位算法验证需求，以及高精度接收机操作学习需求；

（4）输出数据形式可以是文件（包括接收机自己的原始观测文件以及RINEX格式文件），也可以由输出模块直接输出，以连接其他的设备；

（5）服务器可以同时为多个客户端提供数据服务。

 

附图说明

图1：是本发明的结构示意图。

 

具体实施方式

高精度GNSS 接收机的基本要求是要输出原始观测量，原始观测量至少包含每个卫星的伪距、载波相位、多普勒频移以及信噪比等信息。要想生成这些信息，所需要的条件是接收机的位置、速度、时间以及卫星星历或者历书。接收机的位置、速度、时间信息可以由用户输入，但是卫星星历是定期更新的（例如广播星历的更新周期为1-2小时），因此如果要得到正确的原始观测量，必须实时更新星历数据。最新的广播星历数据是由卫星播发的，必须由真正的GNSS接收机获取，而GNSS接收机模拟器本身无法接收星历。因此，本发明提出用客户端-服务器模式来实现GNSS接收机模拟器，由服务器端连接真正的GNSS接收机来获取最新的星历，客户端向服务器发出请求后，服务器会将客户端所需的星历数据传输到客户端。一台服务器可以同时为多台客户端提供服务。