[发明专利]基于光电传感器的GNSS接收机动态精度检定方法

摘要

本发明属于GNSS终端测试技术领域，公开的一种基于光电传感器的GNSS接收机动态测量精度检定方法，是采用高精度的触发时间记录电路，通过记录待测GNNS接收机在一定区域空间内运动时天线触碰光电对射传感器光线时产生的脉冲沿的精密时间，由该精密时间和基准点坐标计算出天线经过某测量位置时的瞬时“真值”，GNSS接收机经过空间某点位的测量值与该点位的“真值”进行比较，即可得到该接收机的动态测量精度；本发明避免了采用卫星定位时难以消除的共同误差及争议。确保了接收机天线到达触碰位置时的精密时间记录，为计算接收机测量时刻的坐标真值奠定了基础。并且可扩展性强，可根据不同动态要求进行相应升级。

主权项

1.一种基于光电传感器的GNSS接收机动态测量精度检定方法，其特征是：采用高精度的触发时间记录电路，通过记录待测GNNS接收机在区域空间内运动时天线触碰光电对射传感器光线时产生的脉冲沿的精密时间，由该精密时间和基准点坐标计算出天线经过某测量位置时的瞬时“真值”，GNSS接收机经过空间某点位的测量值与该点位的“真值”进行比较，即得到该接收机的动态测量精度；其步骤如下：步骤一动态精度检定场的建设动态精度检定场由水平直线、二维和空间三维动态精度检定场组成，用于完成被检定接收机各种动态环境的构建，包括不同速度和不同加速度的运动状态；水平二维运动环境由光栅矩阵、接收机及运动载体组成，光栅矩阵由纵横多组光电对射传感器组成，同水平直线运动原理相似，当运动中的接收机天线杆触碰到对射光线时，精确触发时间记录系统记录下光电传感器的脉冲上升沿或下降沿的精确时间，接收机天线杆在矩阵中的精确位置通过被触发传感器的精确位置计算出来；步骤二设计精密触发时间记录系统精密触发时间记录系统由授时模块、FPGA和辅助电路组成，用于完成运动中的接收机天线杆触碰光电对射传感器光线时精确时间的测定，用于计算接收机实时测量数据的坐标“真值”；授时模块为FPGA提供高精度的时间同步信号和授时，FPGA丰富的引脚资源接收传感器的脉冲输出信号，当FPGA检测到某引脚被触发时，记录下该传感器编号与触发时间，为计算测量位置“真值”提供基准时间；步骤三差分测量系统的构建差分信息传输链路由数据传输电台、天线和供电设备组成，用于完成被检测接收机实时差分信息的传输和差分定位数据的回传任务，以确保接收机实时测量精度达到最佳状态；步骤四数据处理与显示系统实时数据处理与显示系统用于完成数据的实时接收与处理，利用接收机实时测量的坐标值与计算出的“真值”比较，完成实时测量误差的显示、统计与存储，最终给出接收机在不同运动状态下的测量精度；步骤五开始进行运动测试所有设备加电开机，基准站实时测量并播发载波相位差分信息，运动载体在测试区域内运动，动态精度测试系统对接收机的动态精度进行实时测量。待测GNSS接收机通过差分数据接收电台实时接收基准站播发的载波相位差分信息，并实时解算出位置信息。步骤六测量位置“真值”的计算天线触碰位置的精确坐标通过静态实时载波相位差分或根据对应传感器的位置坐标计算获得，受接收机数据更新率的限制，动态条件下接收机输出数据的时刻很难与天线触碰时间相一致，因此，测量位置处的“真值”是通过触碰位置的坐标值加上两个位置记录的时间差△t与X,Y,Z方向上运动速度相乘值得到的；当天线矩阵某段内匀速直线运动时，天线从位置P23过位置P34到PT点，在X,Y,Z三个方向的变化速率VX,VY,VZ是固定不变的,其中：由P34点坐标(X34,Y34,Z34)推算出PT点真值坐标(XT,YT,ZT)为：通过步骤五比对评估将待测GNSS接收机每个时刻的位置测量值转换到以该时刻对应基准值为站心的东北天坐标，其定位误差为：其中，σ为定位误差；xi、yi、zi为待测GNSS接收机第i次定位站心东北天坐标下的坐标测量值；分别将所有时刻对应的定位误差从小到大排序，取其第[n×95％](n为待测GNSS接收机有效定位数据组数，[]表示向上取整)个结果为待测GNSS接收机的动态测量精度。