【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及衛(wèi)星導(dǎo)航的，尤其是涉及一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)包括單點定位,rtk定位，ppp定位等多種方式。在rtk模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)電臺或網(wǎng)絡(luò)將其觀測值和測站坐標(biāo)信息傳送給流動站，流動站接收到來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)后，結(jié)合自身采集北斗/gps等多個衛(wèi)星系統(tǒng)的觀測數(shù)據(jù),進行實時解算求固定解,輸出實時厘米級定位結(jié)果。
2、但實際使用時,易受物體遮擋、多路徑問題等影響，定位的精度降低，難以得到固定解，需要對定位算法進行優(yōu)化；但在優(yōu)化算法提高精度過程中,?需要進行測試并用真實坐標(biāo)來驗證算法有效性；雖然激光陀螺等專業(yè)儀器精度高且結(jié)果可靠，但其價格昂貴且很少用于低速系統(tǒng)，因此目前真值系統(tǒng)測試存在成本高和應(yīng)用范圍小的問題，需要改進。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了提升定位算法測試的真值系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和降低真值系統(tǒng)的成本，本申請?zhí)峁┝艘环N基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試方法及系統(tǒng)。
2、本申請的上述專利技術(shù)目的一是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
3、一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，包括測試軌道、軌道車以及光柵組件；
4、所述光柵組件沿所述測試軌道的延伸方向設(shè)置；所述光柵組件包括多個光柵測試點；
5、所述軌道車包括紅外收發(fā)組件、工控機以及gnss套件，所述紅外收發(fā)組件、所述gnss套件均與所述工控機電性連接；所述工控機用于接入以太網(wǎng)；所述gnss套件用于輸出定位信息至所述工控機；
6、當(dāng)所述軌道車運行經(jīng)過所述光柵組件的光柵測試點時，所述紅外收發(fā)組件的紅外光生成對應(yīng)的電平信號發(fā)送至所述工控機，所述工控機基于所述對應(yīng)的電平信號生成索引參數(shù)并根據(jù)所述索引參數(shù)、所述定位信息生成真值表，所述真值表用于定位算法測試比對。
7、通過采用上述技術(shù)方案，預(yù)設(shè)軌道車在測試軌道上進行運動，進一步設(shè)置物理光柵組件設(shè)置在測試軌道中間，配合紅外收發(fā)組件經(jīng)過測試點時發(fā)出的紅外線從而向工控機反饋高低電平，材料成本低，并通過設(shè)置在軌道車上的gnss套件提供和計算軌道車在軌道上各個測試位置的定位信息，最后通過工控機將定位信息和產(chǎn)生對應(yīng)電平信息的索引參數(shù)進行校準(zhǔn)和關(guān)聯(lián)，能夠通過軌道上光柵組件這個因素來查找對應(yīng)的定位信息，從而減少了環(huán)境、應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜化對于測試真值表生成的影響，整個真值系統(tǒng)的用才簡單，搭建靈活，參數(shù)計算簡單準(zhǔn)確，提升定位算法測試的真值系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和降低真值系統(tǒng)的成本。
8、可選的：所述索引參數(shù)包括所述軌道車當(dāng)前所經(jīng)過的光柵測試點的數(shù)量，所述數(shù)量記為光柵數(shù)；
9、所述gnss套件接入衛(wèi)星系統(tǒng)的射頻信號以獲取所述測試軌道上預(yù)設(shè)位置的經(jīng)緯度坐標(biāo)和高程，作為真值點，并通過串口連接所述工控機以獲取gnss基準(zhǔn)站差分信息；所述gnss套件基于當(dāng)前的經(jīng)緯度坐標(biāo)、高程以及gnss基準(zhǔn)站差分信息計算得到當(dāng)前真值點的真值坐標(biāo)以得到定位信息；
10、所述工控機將所述光柵數(shù)與當(dāng)前生成的所述真值坐標(biāo)進行校準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，以生成真值表。
11、通過采用上述技術(shù)方案，軌道車運行過程中即可記錄經(jīng)過的光柵測試點的數(shù)量，并配合gnss套件、工控機對真值坐標(biāo)的計算，預(yù)設(shè)位置則是指測試軌道上空曠的位置，空曠位置不受物體遮擋，定位信息準(zhǔn)確，最后校準(zhǔn)光柵數(shù)和真值坐標(biāo)，既可以得到測試軌道上各個位置點的定位信息，真值表的生成簡單且準(zhǔn)確。
12、可選的：通過測量儀器測量gnss套件無法進入固定解的偽真值點與真值點的距離，并計算出偽真值點的偽真值點坐標(biāo)，將偽真值點坐標(biāo)與當(dāng)前光柵數(shù)進行關(guān)聯(lián)。
13、通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)遇到特殊環(huán)境使得gnss套件無法進入固定解時，即所計算的光柵測試點的定位信息不準(zhǔn)確時，為了進一步提升測試軌道上各個位置的定位信息準(zhǔn)確性，通過測量工具測量與其余真值點的距離，即可得到偽真值點的準(zhǔn)確定位信息，保證測試軌道上各個位置的定位準(zhǔn)確。
14、可選的：通過線性插值算法計算兩個偽真值點之間或兩個偽真值點之間其余真值測試點的坐標(biāo)，當(dāng)測試軌道存在弧形部分時，位于弧形部分上的其余真值測試點的坐標(biāo)，則通過三角插值算法計算，生成于真值表中。
15、通過采用上述技術(shù)方案，為了進一步節(jié)省耗材和精細(xì)化測試軌道上的測試點，對于未經(jīng)過光柵測試點時的其余測試點，通過線性插值算法和三角插值算法來推導(dǎo)填補、豐富測試的位置，操作簡單且準(zhǔn)確。
16、可選的：所述光柵組件包括若干等規(guī)格的金屬條，若干所述金屬條沿所述測試軌道延伸方向鋪設(shè)，每條所述金屬條開設(shè)有通孔，且若干所述通孔沿所述測試軌道等間距設(shè)置，所述紅外收發(fā)組件固定于軌道車的底部，所述紅外收發(fā)組件包括第一紅外發(fā)射器和第一紅外接收器，所述第一紅外發(fā)射器和所述第一紅外接收器位于所述金屬條的兩側(cè)，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器經(jīng)過所述通孔時發(fā)出紅外信號至所述第一紅外接收器，所述第一紅外接收器發(fā)出對應(yīng)的電平信號至所述工控機，對應(yīng)的電平信息為高電平，所述工控機記錄當(dāng)前光柵數(shù)加1，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器未經(jīng)過所述通孔時，所述第一紅外接收器輸出低電平。
17、通過采用上述技術(shù)方案，通過第一紅外發(fā)射器、第一紅外接收器以及通孔等物理檢測的方式，降低了測試的用材成本，金屬條的規(guī)格固定且通孔等間距，提供了精準(zhǔn)的索引基礎(chǔ)并方便計算偽真值坐標(biāo)以及其余真值測試點。
18、可選的：所述光柵組件還包括若干反光立柱，所述反光立柱設(shè)置在金屬條的一側(cè)，所述紅外收發(fā)組件還包括第二紅外發(fā)射器和第二紅外接收器，所述第二紅外發(fā)射器、第二紅外接收器均位于金屬條和反光立柱之間，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器經(jīng)過所述反光立柱時，所述第二紅外接收器接收輸出高電平至所述工控機，所述工控機重置光柵數(shù)為0并重新計數(shù)，當(dāng)所述第二紅外發(fā)射器其未經(jīng)過所述反光立柱時，所述第二紅外接收器輸出低電平。
19、通過采用上述技術(shù)方案，反光立柱和金屬條同時使用，開孔金屬條用于統(tǒng)計光柵數(shù)，反光立柱用于清零光柵數(shù)，實現(xiàn)光柵數(shù)的準(zhǔn)確計算。
20、可選的：所述測試軌道為環(huán)形。
21、通過采用上述技術(shù)方案，環(huán)形跑道的設(shè)置，減少占用的測試場地，工控機對光柵數(shù)統(tǒng)計的過程中，結(jié)合跑道形狀、開孔的金屬條進行數(shù)值統(tǒng)計以及重置，從而實現(xiàn)光柵數(shù)的準(zhǔn)確計數(shù)。
22、可選的，所述測試軌道為金屬材質(zhì)并接入電源，所述軌道車還包括金屬車輪組件，充放電模塊、電動馬達以及車艙，所述金屬車輪組件與充放電模塊電性連接以給充放電模塊進行充電，所述充放電模塊與電動馬達電性連接，所述電動馬達用于驅(qū)動所述金屬車輪組件在所述測試軌道上運動，所述車艙為絕緣材質(zhì)且所述車艙固定于所述車輪組件上，所述工控機、所述gnss套件均固定于車艙頂部，所述紅外收發(fā)組件固定于車艙底部。
23、通過采用上述技術(shù)方案，金屬材質(zhì)的測試軌道和金屬車輪組件，配合充放電模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)軌道車的不間斷運行。
24、可選的，所述測試軌道接入24v電源，所述測試軌道包括兩條環(huán)形的鐵軌，所述24v電源的正極和負(fù)極一一對本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，包括測試軌道(1)、軌道車(2)以及光柵組件(3)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，通過線性插值算法計算兩個偽真值點之間或兩個偽真值點之間其余真值測試點的坐標(biāo)；當(dāng)測試軌道(1)存在弧形部分時，位于弧形部分上的其余真值測試點的坐標(biāo)，則通過三角插值算法計算，生成于真值表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵組件(3)包括若干等規(guī)格的金屬條(31)，若干所述金屬條(31)沿所述測試軌道(1)延伸方向鋪設(shè)，每條所述金屬條(31)開設(shè)有通孔，且若干所述通孔沿所述測試軌道(1)等間距設(shè)置，所述紅外收發(fā)組件(22)固定于軌道車(2)的底部，所述紅外收發(fā)組件(22)包括第一紅外發(fā)射器和第一紅外接收器，所述第一紅外發(fā)射器和所述第一紅外接收器位于所述金屬條(31)的兩側(cè)，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器經(jīng)過所述通孔時發(fā)出紅外信號至所述第一紅外接收器，所述第一紅外接收器發(fā)出對應(yīng)的電平信號至所述工控機(23)，對應(yīng)的電平信息為高
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵組件(3)還包括若干反光立柱(32)，所述反光立柱(32)設(shè)置在金屬條(31)的一側(cè)，所述紅外收發(fā)組件(22)還包括第二紅外發(fā)射器和第二紅外接收器，所述第二紅外發(fā)射器、第二紅外接收器均位于金屬條(31)和反光立柱(32)之間，當(dāng)所述第二紅外發(fā)射器經(jīng)過所述反光立柱(32)時，所述第二紅外接收器接收輸出高電平至所述工控機(23)，所述工控機(23)重置光柵數(shù)為0并重新計數(shù)，當(dāng)所述第二紅外發(fā)射器其未經(jīng)過所述反光立柱(32)時，所述第二紅外接收器輸出低電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試軌道(1)為環(huán)形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試軌道(1)為金屬材質(zhì)并接入電源，所述軌道車(2)還包括金屬車輪(25)組件，充放電模塊、電動馬達以及車艙(21)，所述金屬車輪(25)組件與充放電模塊電性連接以給充放電模塊進行充電，所述充放電模塊與電動馬達電性連接，所述電動馬達用于驅(qū)動所述金屬車輪(25)組件在所述測試軌道(1)上運動，所述車艙(21)為絕緣材質(zhì)且所述車艙(21)固定于所述車輪組件上，所述工控機(23)、所述GNSS套件(24)均固定于車艙(21)頂部，所述紅外收發(fā)組件(22)固定于車艙(21)底部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述測試軌道(1)接入24V電源，所述測試軌道(1)包括兩條環(huán)形的鐵軌，所述24V電源的正極和負(fù)極一一對應(yīng)接在不同的兩條鐵軌上，兩條所述鐵軌之間通過軌道車(2)導(dǎo)電。
8.一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求3或4所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，包括測試軌道(1)、軌道車(2)以及光柵組件(3)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，通過線性插值算法計算兩個偽真值點之間或兩個偽真值點之間其余真值測試點的坐標(biāo)；當(dāng)測試軌道(1)存在弧形部分時，位于弧形部分上的其余真值測試點的坐標(biāo)，則通過三角插值算法計算，生成于真值表中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵組件(3)包括若干等規(guī)格的金屬條(31)，若干所述金屬條(31)沿所述測試軌道(1)延伸方向鋪設(shè)，每條所述金屬條(31)開設(shè)有通孔，且若干所述通孔沿所述測試軌道(1)等間距設(shè)置，所述紅外收發(fā)組件(22)固定于軌道車(2)的底部，所述紅外收發(fā)組件(22)包括第一紅外發(fā)射器和第一紅外接收器，所述第一紅外發(fā)射器和所述第一紅外接收器位于所述金屬條(31)的兩側(cè)，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器經(jīng)過所述通孔時發(fā)出紅外信號至所述第一紅外接收器，所述第一紅外接收器發(fā)出對應(yīng)的電平信號至所述工控機(23)，對應(yīng)的電平信息為高電平，所述工控機(23)記錄當(dāng)前光柵數(shù)加1，當(dāng)所述第一紅外發(fā)射器未經(jīng)過所述通孔時，所述第一紅外接收器輸出低電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于低速軌道的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光柵組件(3)還包括若干反光立柱(32)，所述反光立柱(32)設(shè)置在金屬條(31)的一側(cè)，所述紅外收發(fā)組件(22)還包括第二紅外發(fā)射器和第二紅外接收器，所述第二紅外發(fā)射器、第二紅外...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：冼志懷，
申請(專利權(quán))人：長沙金維集成電路股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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