CN111123301B - 一种改正数完整率测评方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改正数完整性测试方法包括：接收带有组标识的改正数；解码所述改正数，得到所述组标识；校验所述改正数；统计校验通过的改正数；根据所述组标识计算应当接收到的改正数；根据所述校验通过的改正数和所述应当接收到的改正数计算完整率。本发明提供一种改正数完整性测试装置，包括：接收模块，用于接收带有组标识的改正数；解析模块，用于解码所述改正数，得到所述组标识；校验模块，用于对所述接收到的改正数进行校验；统计模块，用于统计校验通过的改正数；计算模块用于根据组标识计算应当接收到的改正数，并根据校验通过的改正数和应当接收到的改正数计算完整率。
Description
技术领域
本发明涉及星基高精度位置服务中的改正数测评方法及装置，尤其涉及星基高精度位置服务中采用完整率指标测评改正数的方法及装置。
背景技术
星基高精度位置服务是指基于PPP(Precise Point Positioning，精密单点定位)技术，通过部署在全球的GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星***)基准站数据实时解算卫星轨道、钟差、码偏差、相位偏差、全球电离层等改正数，播发到GNSS终端后实现高精度定位。因一般通过L波段卫星进行改正数播发，因此称为星基L波段播发高精度位置服务。
星基高精度位置服务中，星基改正数经由卫星地面站发射到L波段卫星，再穿过大气层进行播发，最后到GNSS终端接收，由于受到无线电干扰、传输设备噪声、大气对信号的衰减等影响，会造成传输错误、误码等情况。这些都会导致GNSS终端接收到的有效改正数减少，从而影响终端定位精度及效果。因此，在GNSS终端在进行定位时，时刻知道接收到星基改正数的完整性、是否有丢包非常重要。
现有方案通常采用BER(Bit Error Ratio，比特误码率)指标进行完整性评估。BER指标定义为一段时间内，改正数经由L波段播发过程中产生的错误比特的数目除以传送的总比特数，通常以百分比表示。具体测评方法有两种：
方法1：服务端播发的信息与终端接收的信息进行比特比较得到BER，通常可以利用BER测试仪测定。BER测试仪通常由测试模式发生器和可以设置为相同模式的接收器组成，它们可以成对使用，分别在传输链路的两端。在发生器生成一段逻辑1和0序列组成的预定模式信息，配置为相同模式接收器在收到从发生器传输来的信息后与自身生成的预订模式信息进行比较，就可以测定BER。
方法2：按照通信理论，传输信号的信噪比与BER有直接相关关系。因此可以事先测定信噪比与BER的关系曲线，再根据GNSS终端实际接收L波段信号的信噪比，就能估计出BER。
但上述两种方法均存在不足。首先，上述两种方法均会导致过优评估。因为星基改正数实际由卫星轨道、钟差、码偏差、相位偏差、全球电离层等参数组成的数据包，并按照一定时间间隔连续播发。每个数据包均包含CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验码)校验来保证数据的正确性。所以通常情况是，一个或数个比特的误码造成整个数据包CRC校验通不过，从而导致整个数据包不可用。
其次，对于方法1而言，在正式提供星基高精度位置服务时，所播发的改正数随着卫星的持续运动实际是一直变化的。而BER测试仪必须播发预订模式信息，因此在正式服务时并不能同时测定BER。L波段卫星播发链路只有一个通道，用于播发实际星基改正数就不能用于播发预订模式信息，因此如果要测试BER，必须停止星基高精度位置服务，当有用户使用服务时这是不现实的。另外，方法1必须采用专用的BER测试仪才能测定BER，而真正用户实际使用GNSS终端，只能获取接收后的改正数信息，而无法得到服务端播发的真实改正数，不能进行二者比较，反而不能测定BER。
对于方法2而言，BER根据L波段信号的信噪比估计得到，并非实测真实数值，会有一定偏差及不可确定性。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改正数完整率测评方法及装置，用于解决现有技术导致过优评估、星基高精度位置服务与测试BER无法同时进行、准确性差等的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改正数完整性测试方法，包括：接收带有组标识的改正数；解码所述改正数，得到所述组标识；校验所述改正数；统计校验通过的改正数；根据所述组标识计算应当接收到的改正数；根据所述校验通过的改正数和所述应当接收到的改正数计算完整率。
优选地，上述改正数完整性测试方法中，所述组标识为循环数列。
优选地，上述改正数完整性测试方法中，所述根据所述校验通过的改正数和所述应当接收到的改正数计算完整率的操作按时间为周期或按所述改正数的播发量为周期执行。
优选地，上述改正数完整性测试方法中，所述完整率R的计算方式为：R＝i/c，其中i表示所述校验通过的改正数，C表示所述应当接收到的改正数。
本发明提供一种改正数完整性测试装置，包括：接收模块，用于接收带有组标识的改正数；解析模块，用于解码所述改正数，得到所述组标识；校验模块，用于对所述接收到的改正数进行校验；统计模块，用于统计校验通过的改正数；计算模块用于根据组标识计算应当接收到的改正数，并根据校验通过的改正数和应当接收到的改正数计算完整率。
优选地，上述改正数完整性测试装置中，所述组标识为循环数列。
优选地，上述改正数完整性测试装置中，计算模块按时间为周期或按所述改正数的播发量为周期计算所述改正数的完整率。
优选地，上述改正数完整性测试装置中，所述计算模块计算所述完整率R的计算方式为：R＝i/c，其中i表示所述校验通过的改正数，C表示所述应当接收到的改正数。
如上所述，本发明的改正数完整率测评方法及装置，能够实现GNSS用户终端的无感知更新，从而解决了现有技术中更新需要用户主动参与、用户体验差、效率太低容易出错等问题，因此具有极高的产业应用价值。
附图说明
图1所示为本发明改正数完整率测评方法的流程图；
图2所示为本发明改正数完整率测评装置的逻辑框图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为克服现有技术的缺陷，本发明摒弃了使用BER来测评改正数完整性的方法，转而使用完整率这一指标来测评改正数的完整性。
本发明所谓的完整率，指的是接收端实际收到的正确的改正数与应当收到的改正数之间的比率。理论上，如果通信过程没有错误、丢包现象，那么从上述定义可以看出改正数的完整率应当是百分之百，但现实中的通信会产生错误导致错传和丢包，因此接收端实际收到的改正数会比理论值低，通过校验后的改正数会更低，因此完整率会小于百分之百。
以下结合图1说明如何基于上述改正数实现本发明的改正数完整性测试方法。图1所示为本发明改正数完整率测评方法的流程图。
步骤S1表示接收端(通常是GNSS终端)接收带有组标识的改正数。其中组标识是用于计算理论上应当接收到的改正数。如上文所述，本发明使用完整率这一指标来测评改正数的完整性，而计算完整率需要实际接收到的改正数和理论上应当接收到的改正数。实际接收到的改正数统计较为容易，而要统计理论上应当接收到的改正数值，则需要服务端(通常是卫星地面站)在播发改正数前，对改正数进行处理，在其中加入能够计算理论播发数的标识。本例中，服务端在播发每组星基改正数前，为每组改正数增加用于标识改正数序号的字段，为方便描述，该字段值记为n。为确保序号在数值上不会太大，超出字段容纳极限，n的取值可以是一个循环的数列，如1～86400。
步骤S2表示接收端解码改正数，得到组标识N。需要说明的是，由于通信过程中的丢包现象，N的取值会是n的真子集，是不连续的序号值。
步骤S3表示对接收到的改正数进行校验，并且统计校验通过的改正数。这里的校验可是CRC校验，也可以根据需要采用其它一种或同时采用多用校验手段。统计可以采用校验计数器，如果校验通过，则将校验计数器加1。
步骤S4表示根据组标识计算应当接收到的改正数。计算改正数完整率的操作可以是周期性的，既可以按时间为周期，每隔Δt时间(如1小时，3小时，6小时，12小时，1天，1周等)执行一次；也可以是按改正数的播发数量为周期，例如当解析出的N大于某一值时即执行一次；还可以时间和播发数量同时考虑。为叙述方便，本例中按时间为周期，每隔Δt时间执行一次。记周期开始时解析出的N为N1，Δt时间后解析到的N为N2，则该Δt时间内理论上应当接收到的改正数C为N2-N1。
步骤S5表示根据校验通过的改正数和应当接收到的改正数计算完整率。校验通过的改正数即为校验计数器的值，记为i，则Δt时间内改正数的完整率R计算方式为：
R＝i/c
本发明还提供一种改正数完整率测评装置，图2所示为其中一种实施方式的逻辑框图。本发明的改正数完整率测评装置包括接收模块、解析模块、校验模块、统计模块和计算模块。
其中接收模块用于接收带有组标识的改正数。其中组标识是用于计算理论上应当接收到的改正数。如上文所述，本发明使用完整率这一指标来测评改正数的完整性，而计算完整率需要实际接收到的改正数和理论上应当接收到的改正数。实际接收到的改正数统计较为容易，而要统计理论上应当接收到的改正数值，则需要服务端(通常是卫星地面站)在播发改正数前，对改正数进行处理，在其中加入能够计算理论播发数的标识。本例中，服务端在播发每组星基改正数前，为每组改正数增加用于标识改正数序号的字段，为方便描述，该字段值记为n。为确保序号在数值上不会太大，超出字段容纳极限，可以n的取值可以是一个循环的数列，如1～86400。
解析模块用于解码接收到的改正数，得到组标识N。需要说明的是，由于通信过程中的丢包现象，N的取值会是n的真子集，是不连续的序号值。
校验模块用于对接收到的改正数进行校验，这里的校验可是CRC校验，也可以根据需要采用其它一种或同时采用多用校验手段。
统计模块用于统计校验通过的改正数。一种简单的实现方式为采用校验计数器，校验模块每校验通过一组改正数，则校验计数器加1。
计算模块用于根据组标识计算应当接收到的改正数，并根据校验通过的改正数和应当接收到的改正数计算完整率。计算完整率的操作可以是周期性的，既可以按时间为周期，每隔Δt时间(如1小时，3小时，6小时，12小时，1天，1周等)执行一次；也可以是按改正数的播发数量为周期，例如当解析出的N大于某一值时即执行一次；还可以时间和播发数量同时考虑。为叙述方便，本例中按时间为周期，每隔Δt时间执行一次。记周期开始时解析模块解析出的N为N1，Δt时间后解析到的N为N2，则该Δt时间内理论上应当接收到的改正数C为N2-N1。校验通过的改正数即为校验计数器的值，记为i。则该周期内改正数的完整率R计算方式为：
R＝i/C
通过完整率R，即可测评出改正数接收的完整性。综上所述，本发明的改正数完整率测评方法及装置，使用完整率这一指标来测评改正数的完整性，实现了播发、接收改正数的同时就可以测评改正数完整性，解决了现有技术导致过优评估、星基高精度位置服务与测试BER无法同时进行、准确性差等的问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种改正数完整性测试方法，其特征在于，
包括：
接收带有组标识的改正数，其中，所述组标识是用于计算理论上应当接收到的改正数，其中，服务端在播发每组星基改正数前，为每组改正数增加用于标识改正数序号的字段n，其中，n的取值是一个循环的数列：1～86400；
解码所述改正数，得到所述组标识N，其中，N的取值是所述标识改正数序号的字段n对应的真子集，并且是不连续的序号值；
校验所述改正数；
统计校验通过的改正数；
根据所述组标识计算应当接收到的改正数，其中，按所述改正数的播发数量为周期，当解析出的所述组标识N大于预定值时即执行一次，或者同时根据时间和所述改正数的播发数量为周期；
根据所述校验通过的改正数和所述应当接收到的改正数计算完整率。
2.根据权利要求1所述的改正数完整性测试方法，其特征在于，
所述组标识为循环数列。
3.根据权利要求1所述的改正数完整性测试方法，其特征在于，
所述根据所述校验通过的改正数和所述应当接收到的改正数计算完整率的操作按时间为周期或按所述改正数的播发量为周期执行。
4.根据权利要求1所述的改正数完整性测试方法，其特征在于，
所述完整率R的计算方式为：R＝i/C，其中i表示所述校验通过的改正数，C表示所述应当接收到的改正数。
5.一种改正数完整性测试装置，其特征在于，
包括：
接收模块，用于接收带有组标识的改正数，其中，所述组标识是用于计算理论上应当接收到的改正数，其中，服务端在播发每组星基改正数前，为每组改正数增加用于标识改正数序号的字段n，其中，n的取值是一个循环的数列：1～86400；
解析模块，用于解码所述改正数，得到所述组标识N，其中，N的取值是所述标识改正数序号的字段n对应的真子集，并且是不连续的序号值；
校验模块，用于对所述接收到的改正数进行校验；
统计模块，用于统计校验通过的改正数；
计算模块，用于根据组标识计算应当接收到的改正数，其中，按所述改正数的播发数量为周期，当解析出的所述组标识N大于预定值时即执行一次，或者同时根据时间和所述改正数的播发数量为周期，并根据校验通过的改正数和应当接收到的改正数计算完整率。
6.根据权利要求5所述的改正数完整性测试装置，其特征在于，
所述组标识为循环数列。
7.根据权利要求5所述的改正数完整性测试装置，其特征在于，
计算模块按时间为周期或按所述改正数的播发量为周期计算所述改正数的完整率。
8.根据权利要求5所述的改正数完整性测试装置，其特征在于，
所述计算模块计算所述完整率R的计算方式为：R＝i/C，其中i表示所述校验通过的改正数，C表示所述应当接收到的改正数。
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