CN115098981A - 一种基准站网网型评估方法及网型设计方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基准站网网型评估及网型设计方法及***，解决现有基准站、网组网稳定性评估手段匮乏的技术问题。方法包括：确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并对应形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。为基准站设置提供了基准站网局部和整体服务性能的评估依据。可以用来指导基准站网在选址、建设、运营等各生命周期中的设计和优化。

Description

一种基准站网网型评估方法及网型设计方法及***

技术领域

本发明涉及全球导航卫星***技术领域，具体涉及一种基准站网网型健壮指数评估方法。

背景技术

现有技术中，GNSS(全球导航卫星***)利用基准站组网形成提供定位增强服务的稳定服务区域，服务区域覆盖确定的地理范围，具有稳定的服务面积，在服务区域内提供服务信号的有效覆盖。服务区域的稳定覆盖是决定基准站网服务能力的关键因素之一，基准站掉线会对服务区域的可服务面积造成影响，衰减基准站网服务能力，降低服务区域的服务质量。这说明基准站和基准站网的设置对服务区域的服务稳定性存在实质影响。目前缺少基准站与基准站网对服务区域内服务性能影响的有效量化手段。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种基准站网网型评估方法及网型设计方法及***，解决现有基准站、网组网稳定性评估手段匮乏的技术问题。

本发明实施例的基准站网网型评估方法，包括：

确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

本发明一实施例中，所述确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积，包括：

根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积；

调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积；

所述在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子，包括：

根据基准站网服务区域的基础面积确定基准站网中每一个基准站掉线时对服务区域的单站网区影响因子，并根据单站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站簇服务区域的基础面积确定基准站簇中单一基准站掉线时对服务区域的单站簇区影响因子，并根据单站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子；

所述根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数，包括：

根据单站网区影响因子和单站簇区影响因子形成同址基准站的单站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

本发明一实施例中，所述基础面积根据以下过程确定：

确定基准站网中基准站的受限最大基线长度L；

受限最大基线长度利用基准站位置生成德劳内三角网；

确定德劳内三角网的网外缓冲区半径r；

通过网外缓冲区半径r对德劳内三角网进行GIS缓冲区计算确定网外缓冲区；

根据德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成服务区域的基础面积S₀。

本发明一实施例中，所述单站网区影响因子根据以下过程确定：

排除基准站网中一个确定基准站i(i＝1，2，3，...，n)，其余基准站组网构成确定基准站i缺失后的服务面积Si；

根据确定基准站i的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站网区影响因子F_i；单站网区影响因子F_i＝1-S_i/S₀；

所述整网网区影响因子根据以下过程确定：

将基准站网中各基准站的单站网区影响因子F_i进行累加平均形成整网网区影响因子

基准站网的基准站数n形成基准站序列，整网网区影响因子

本发明一实施例中，所述调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇时，德劳内三角网内每个三角形的最长基线的最小值B、基准站的受限最大基线长度L和网外缓冲区半径r满足以下条件：

B＞L&&B≥2r；

基准站簇形成的服务区域的基础面积为S₀＝ns₀，s₀＝πr²，n为基准站数，s₀为单一基准站的服务面积。

本发明一实施例中，所述单站簇区影响因子根据以下过程确定：

剔除基准站簇中一个确定基准站i(i＝1，2，3，...，n)，其余基准站构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i；服务面积S_i＝(n-1)s₀；服务面积S_i根据单基站服务模式的服务面积s₀确定，s₀为单一基准站的服务面积；

根据确定基准站的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站簇区影响因子F⁰；单站簇区影响因子F⁰＝1-S_i/S₀＝1-(n-1)/n＝1/n；

所述整网簇区影响因子根据以下过程确定：

根据基准站簇中各基准站的单站簇区影响因子F⁰进行累加平均形成整网簇区影响因子

基准站簇的基准站数n形成基准站序列，整网簇区影响因子

本发明一实施例中，所述单站健壮指数的形成过程如下：

针对同址的确定基准站i(i＝1，2，3，…，n)，将确定基准站i在基准站簇中的单站簇区影响因子F⁰和在基准站网中的单站网区影响因子F_i的比值作为基准站网的单站健壮指数R_i；基准站网的单站健壮指数

基准站网中S_i为服务面积，S₀为基础面积；

所述整网健壮指数的形成过程如下：

同址的基准站组成的基准站簇的整网簇区影响因子

和基准站网的整网网区影响因子

的比值作为基准站网的整网健壮指数R；基准站网的整网健壮指数

本发明一实施例中，所述确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积，包括：

根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积；

调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积；

所述在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子，包括：

根据基准站网服务区域的基础面积确定基准站网中双基准站掉线时对服务区域的双站网区影响因子，并根据双站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站簇服务区域的基础面积确定基准站簇中双基准站掉线时对服务区域的双站簇区影响因子，并根据双站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子；

所述根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数，包括：

根据双站网区影响因子和双站簇区影响因子形成同址基准站的双站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

本发明实施例的基准站网网型评估***，包括：

存储器，用于存储如上述的基准站网网型评估方法的处理过程对应的程序代码；

处理器，用于执行所述程序代码。

本发明实施例的基准站网网型评估***，包括：

面积生成装置，用于确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

因子生成装置，用于在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

指数生成装置，用于根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

本发明实施例的基准站网网型设计方法，包括：

根据服务区域覆盖需求，利用GIS资源形成初步基准站网仿真，建立初步基准站网；

确定初步基准站网的预期整网健壮指数和预期单站健壮指数；

在保持初步基准站网中基准站数量不变，且满足服务区域基础面积的前提下，对所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数；

在基准站网的整网健壮指数最优值保持稳定且不在预期整网健壮指数的合理误差范围内时，确定粗略基准站网的网型；

在粗略基准站网中按照单站健壮指数数值从小到大顺序确定低性能基准站；

在低性能基准站周围增加优化基准站，调整优化基准站位置，使得低性能基准站满足预期单站健壮指数；

粗略基准站网结合优化基准站形成目的基准站网，对目的基准站网中所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数，形成优化基准站网；

在优化基准站网中对单站健壮指数数值较低的基准站进行位置优化，使得满足预期单站健壮指数的误差要求，形成最终优化基准站网的网型；

在优化基准站网形成过程中，确定冗余基准站。

本发明实施例的基准站网网型评估方法及网型设计方法及***量化基准站掉线时对服务面积的影响，形成基准站对基准站网服务能力影响程度的量化基准，进而形成对全网服务能力受基准站掉线影响的有效量化。为基准站组网过程中基准站设置提供了基准站网局部和整体服务性能的评估依据。根据评估方法可以直接对已有基准站网网型直接进行服务质量的有效评估。进一步可以用来指导基准站网在选址、建设、运营等各生命周期中的设计和优化。

附图说明

图1所示为本发明一实施例基准站网网型评估方法的流程示意图。

图2所示为基准站组建过程中不同组建形式的组网参数对比示意图。

图3所示为本发明一实施例基准站网网型评估的架构示意图。

图4所示为本发明一实施例基准站网网型设计方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例基准站网网型评估方法如图1所示。在图1中，本实施例包括：

步骤100：根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积。

本领域技术人员可以理解，基准站网通过基准站组网可以提供连续覆盖的服务区域。通过基准站组网参数可以确定服务区域服务规划的基础面积。

如图1所示，在本发明一实施例中，基础面积根据以下过程确定：

步骤110：确定基准站网中基准站的受限最大基线长度L。最大基线长度与服务质量评价相关，作为主要服务区域轮廓尺度的衡量基准。受限最大基线长度L保证了主要服务区域的服务质量。

步骤120：受限最大基线长度利用基准站位置生成德劳内(Delaunay)三角网。利用德劳内三角形形成主要服务区域的面积尺度的量化基准。

步骤130：确定德劳内三角网的网外缓冲区半径r。网外缓冲区半径r用于标记主要服务区域边缘必要的次要服务区域和过渡服务区域轮廓尺度的衡量基准。

步骤140：通过网外缓冲区半径r对德劳内三角网进行GIS(GeographicInformation System)缓冲区计算确定网外缓冲区。德劳内三角网提供主要服务区域边缘轮廓，通过网外缓冲区半径r获得边缘轮廓的GIS缓冲区计算。

步骤150：根据德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成服务区域的基础面积S₀。

本发明实施例基准站网网型评估方法提供了一种服务区域的服务面积的准确拟合过程。使得基准站网的服务性能评价具有基于服务面积可用性的衡量基准，满足基于地理坐标和地理地形进行基准站、网的服务性能调整的需求。

步骤200：根据基础面积确定基准站网中每一个基准站掉线时对服务区域的单站网区影响因子，并根据单站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子。

基准站掉线时导致服务区域的基础面积损失，通过损失前后基础面积的量化比较形成的单站网区影响因子，可以映射对应服务区域变化对服务性能的影响。基准站网中所有单站网区影响因子量化叠加形成的整网网区影响因子，可以映射服务区域中服务性能受基准站掉线影响的整网服务性能平均水平。

如图1所示，在本发明一实施例中，单站网区影响因子根据以下过程确定：

步骤210：排除基准站网中一个确定基准站i(i＝1，2，3，...，n)，其余基准站组网构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i。其余基准站的服务面积S_i根据其余基准站组网时的德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成的基础面积确定。

步骤220：根据确定基准站i的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站网区影响因子F_i。

在本发明一实施例中，单站网区影响因子F_i＝1-S_i/S₀。

在本发明一实施例中，当F_i＝0时，表示确定基准站i掉线后，对其余基准站组网的服务面积S_i没有影响，该确定基准站i为冗余基准站。冗余基准站可以用于提高基准站网的服务性能的鲁棒性。冗余基准站在基准站网的基准站序列中占比越高，表示基准站网的服务性能的鲁棒性越高。

如图1所示，在本发明一实施例中，整网网区影响因子根据以下过程确定：

步骤230：将基准站网中各基准站的单站网区影响因子Fi进行累加平均形成整网网区影响因子

基准站网的基准站数n形成基准站序列，整网网区影响因子

本发明实施例基准站网网型评估方法提供了基准站网网型在整体和局部上的量化基准。通过单站网区影响因子量化局部网型对服务区域服务质量的影响，通过整网网区影响因子量化整体网型对服务区域服务质量的影响。

步骤300：调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积。

对于基准站构成德劳内三角网的基准站网，当德劳内三角网内每个三角形的最长基线的最小值B、基准站的受限最大基线长度L和网外缓冲区半径r满足以下条件：

B>L&&B≥2r

那么，当前基准站网(Network)将退化成基准站簇(Cluster)的组网网型，各基准站提供单基站服务。单基站服务模式的服务面积s₀＝πr²，进而基准站簇形成的服务区域的基础面积为S₀＝ns₀。

基准站簇与基准站网的组网参数形成的组建形式对比如2所示。在图2中，左图表示基准站簇(受限最大基线长度L为80)，右图表示基准站网(受限最大基线长度L为120)，形成了相同站址基准站间不同的组建形式。

本发明实施例基准站网网型评估方法利用基准站簇的组网网型建立基准站位置的标准网型并根据标准网型提供服务区域的标准基础面积。通过标准基础面积的稳定服务性能为基准站组网的网型评价提供衡量基准。

步骤400：根据基础面积确定基准站簇中单一基准站掉线时对服务区域的单站簇区影响因子，并根据单站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子。

基准站掉线时导致服务区域的基础面积损失，通过损失前后基础面积的量化比较形成的单站簇区影响因子，可以映射对应服务区域变化对服务性能的影响。基准站网中所有单站簇区影响因子量化叠加形成的整网簇区影响因子，可以映射服务区域中服务性能受基准站掉线影响的整网服务性能平均水平。由于基准站簇中的基准站都采用单基站服务模式，各基准站的单站簇区影响因子一致。

如图1所示，在本发明一实施例中，单站簇区影响因子根据以下过程确定：

步骤410：剔除基准站簇中一个确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，其余基准站构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i。其余基准站的服务面积S_i根据单基站服务模式的服务面积s₀确定，其余基准站的服务面积S_i＝(n-1)s₀。

步骤420：根据确定基准站的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站簇区影响因子F⁰。

在本发明一实施例中，单站簇区影响因子F⁰＝1-S_i/S₀＝1-(n-1)/n＝1/n。

确定基准站i的单站簇区影响因子F⁰与单站网区影响因子F_i对应。为体现确定基准站i的站址一致性，单站簇区影响因子F0也可以标记为

如图1所示，在本发明一实施例中，整网簇区影响因子根据以下过程确定：

步骤430：根据基准站簇中各基准站的单站簇区影响因子F⁰进行累加平均形成整网簇区影响因子

基准站簇的基准站数n形成基准站序列，整网簇区影响因子

为体现确定基准站i的站址一致性，整网簇区影响因子

也可以标记为

本发明实施例基准站网网型评估方法利用基准站簇的组网网型建立基准站位置的标准网型在整体和局部上的量化基准。通过单站簇区影响因子量化局部标准网型对服务区域服务质量的影响，通过整网簇区影响因子量化整体标准网型对服务区域服务质量的影响。为基准站间组建基准站网提供服务性能评价的衡量基准。

步骤500：根据单站网区影响因子和单站簇区影响因子形成同址基准站的单站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

基准站簇中的每个基准站提供单基站服务模式，具有服务一致性。基准站簇中单一基准站对基准站簇服务区域的服务面积影响可以作为基准站网中相同位置基准站对基准站网服务区域的服务面积影响的评价基准，形成单一基准站对网络的稳定服务性能的影响量化。进而形成以同址的(相同位置和数量的)基准站形成基准站网的服务区域的服务面积影响的评价基准，形成基准站网整体稳定服务性能的量化。

如图1所示，在本发明一实施例中，单站健壮指数的形成过程如下：

步骤510：针对同址的确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，将确定基准站i在基准站簇中的单站簇区影响因子和在基准站网中的单站网区影响因子的比值作为基准站网的单站健壮指数R_i。

在本发明一实施例中，基准站网的单站健壮指数

作为基准的基准站簇的单站健壮指数R_i＝1。

在本发明一实施例中，整网健壮指数的形成过程如下：

步骤520：同址的基准站组成的基准站簇的整网簇区影响因子和基准站网的整网网区影响因子的比值作为基准站网的整网健壮指数R。

在本发明一实施例中，基准站网的整网健壮指数为：

作为基准的基准站簇的基准站簇的整网健壮指数R＝1。

本发明实施例的基准站网网型评估方法量化基准站掉线时对服务面积的影响，形成基准站对基准站网服务能力影响程度的量化基准，进而形成对全网服务能力受基准站掉线影响的有效量化。为基准站组网过程中基准站设置提供了基准站网局部和整体服务性能的评估依据。根据评估方法可以直接对已有基准站网网型直接进行服务质量的有效评估。进一步可以用来指导基准站网在选址、建设、运营等各生命周期中的设计和优化。

本发明另一实施例基准站网网型评估方法如图1所述。在图1中，在上述实施例处理过程的基础上，存在的处理差异主要体现在存在两个基准站同时掉线时的处理过程。本实施例包括：

步骤100：根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积。

服务区域的基础面积S₀的确认过程与上述实施例相同。

步骤600：根据基础面积确定基准站网中双基准站掉线时对服务区域的双站网区影响因子，并根据双站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子。

如图1所述，在本发明一实施例中，双站网区影响因子根据以下过程确定：

步骤610：排除基准站网中两个确定基准站i、j(i＝1，2，…，n，j＝i+1，i+2，…，n-1)，其余基准站组网构成确定基准站i、j缺失后的服务面积S_i，j。其余基准站的服务面积S_i，j根据其余基准站组网时的德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成的基础面积确定。

步骤620：根据确定基准站i、j的服务面积S_i，j与基础面积S₀的比例确定双站网区影响因子F_i，j。

在本发明一实施例中，双站网区影响因子F_i，j＝1-S_i，j/S₀。

如图1所述，在本发明一实施例中，整网网区影响因子根据以下过程确定：

步骤630：将基准站网中各双基准站的双站网区影响因子F_i，j进行累加平均形成整网网区影响因子

基准站网的基准站数n形成基准站序列，整网网区影响因子

步骤300：调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积。

服务区域的基础面积S₀的确认过程与上述实施例相同。基准站簇形成的服务区域的基础面积为S₀＝ns₀。

步骤700：根据基础面积确定基准站簇中双基准站掉线时对服务区域的双站簇区影响因子，并根据双站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子。

双站簇区影响因子＝2F⁰＝2*(1-S_i/S₀)＝2*(1-(n-1)/n)＝2/n。

整网簇区影响因子

步骤800：根据双站网区影响因子和双站簇区影响因子形成同址基准站的双站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

双站健壮指数

整网健壮指数

本发明实施例的基准站网网型评估方法扩展了基准站网网型评估的灵活性，可以扩展基准站网网型的评估维度。通过遍历形成任意两个基准站掉线时的局部网区健壮指数和整网网区健壮指数，提升了基准站网局部网型的评估维度和广度。进而提升了基准站网整体网型出现较大服务性能抖动时的评估可靠性和容忍度。

如图1所示，鉴于上述实施例的基准站网网型评估方法，可以形成一种更具有通用性的基准站网网型评估方法，包括：

步骤001：确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

步骤002：在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

步骤003：根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

本发明实施例的基准站网网型评估方法具有基准站网网型评估的通用性。可以通过两种网型形态形成有针对性的局部网区和整网网区的服务性能健壮性评估，并可以根据技术进步适用于后续的基准站网网型迭代和改进。

本发明一实施例的基准站网网型评估***，包括：

存储器，用于存储上述实施例基准站网网型评估方法的处理过程对应的程序代码；

处理器，用于执行上述实施例基准站网网型评估方法的处理过程对应的程序代码。

处理器可以采用DSP(Digital Signal Processor)数字信号处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array)现场可编程门阵列、MCU(Microcontroller Unit)***板、SoC(system on a chip)***板或包括I/O的PLC(Programmable Logic Controller)最小***。

本发明一实施例的基准站网网型评估***如图3所示。在图3中，本实施例包括：

面积生成装置01，用于确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

因子生成装置02，用于在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

指数生成装置03，用于根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

如图3所示，在本发明一实施例中，面积生成装置01包括：

评估面积形成模块10，用于根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积；

基准面积形成模块30，用于调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积。

如图3所示，在本发明一实施例中，因子生成装置02包括：

单站评估因子模块20，用于根据基础面积确定基准站网中每一个基准站掉线时对服务区域的单站网区影响因子，并根据单站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

单站基准因子模块40，用于根据基础面积确定基准站簇中单一基准站掉线时对服务区域的单站簇区影响因子，并根据单站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子。

如图3所示，在本发明一实施例中，因子生成装置02还包括：

双站评估因子模块60，用于根据基础面积确定基准站网中双基准站掉线时对服务区域的双站网区影响因子，并根据双站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

双站基准因子模块70，用于根据基础面积确定基准站簇中双基准站掉线时对服务区域的双站簇区影响因子，并根据双站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子。

如图3所示，在本发明一实施例中，指数生成装置03包括：

单站指数形成模块50，用于根据单站网区影响因子和单站簇区影响因子形成同址基准站的单站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

如图3所示，在本发明一实施例中，指数生成装置03还包括：

双站指数形成模块80，用于根据双站网区影响因子和双站簇区影响因子形成同址基准站的双站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

如图3所示，在本发明一实施例中，评估面积形成模块10包括：

基线长度设置单元11，用于确定基准站网中基准站的受限最大基线长度L；

三角网络生成单元12，用于受限最大基线长度利用基准站位置生成德劳内(Delaunay)三角网；

缓冲半径生成单元13，用于确定德劳内三角网的网外缓冲区半径r；

缓冲区形成单元14，用于通过网外缓冲区半径r对德劳内三角网进行GIS(Geographic Information System)缓冲区计算确定网外缓冲区；

基础面积确定单元15，用于根据德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成服务区域的基础面积S₀。

如图3所示，在本发明一实施例中，单站评估因子模块20包括：

单站服务面积单元21，用于排除基准站网中一个确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，其余基准站组网构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i；

单站因子生成单元22，用于根据确定基准站i的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站网区影响因子F_i；

单站整网因子单元23，用于将基准站网中各基准站的单站网区影响因子F_i进行累加平均形成整网网区影响因子

如图3所示，在本发明一实施例中，单站基准因子模块40包括：

单站标准面积单元41，用于剔除基准站簇中一个确定基准站i(i＝1，2，3，...，n)，其余基准站构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i；

单站标准因子单元42，用于根据确定基准站的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站簇区影响因子F⁰；

单站整网标准单元43，用于根据基准站簇中各基准站的单站簇区影响因子F0进行累加平均形成整网簇区影响因子

如图3所示，在本发明一实施例中，双站评估因子模块60包括：

双站服务面积单元61，用于排除基准站网中两个确定基准站i、j(i＝1，2，…，n，j＝i+1，i+2，…，n-1)，其余基准站组网构成确定基准站i、j缺失后的服务面积Si，_j；

双站因子生成单元62，用于根据确定基准站i、j的服务面积Si，_j与基础面积S0的比例确定双站网区影响因子F_i，j；

双站整网因子单元63，用于将基准站网中各双基准站的双站网区影响因子F_i，j进行累加平均形成整网网区影响因子

如图3所示，在本发明一实施例中，单站指数形成模块50包括：

单站健壮指数单元51，用于针对同址的确定基准站i(i＝1，2，3，…，n)，将确定基准站i在基准站簇中的单站簇区影响因子和在基准站网中的单站网区影响因子的比值作为基准站网的单站健壮指数R_i；

单站整网指数单元52，用于同址的基准站组成的基准站簇的整网簇区影响因子和基准站网的整网网区影响因子的比值作为基准站网的整网健壮指数R。

根据上述实施例基准站网网型评估方法中单站健壮指数和整网健壮指数的形成过程可知，单站健壮指数的基数为1，数值越大，该基准站健壮性越高。在基准站网中，基准站i的单站健壮指数R_i＞1时，表明基准站i掉线对基准站网服务面积的影响，比基准站簇中单基准站掉线对服务面积的影响更小。

单一基准站掉线对基准站网整网服务面积的影响大于整网服务面积(即基础面积)的1/n时，对服务性能影响较大。表示为：

R_i＞1←→S_i＞S₀(1-1/n)←→S₀-S_i＜S₀/n

S₀-S_i为单一基准站掉线对整网服务面积的影响。

冗余基准站的单站健壮指数最大。单站健壮指数R_i越大，表明基准站i对基准站网服务面积的影响更小，基准站i越趋于表现为冗余基准站。

冗余基准站i掉线后，对基准站网组网(最大基线L、缓冲半径r)的基础面积没有影响，即S_i＝S₀。表示为：

S_i＝S₀←→Fi＝1-S_i/S₀＝0←→R_i＝∞

冗余基准站i的单站网区影响因子F_i为0，单站健壮指数R_i为无穷大。

根据上述实施例基准站网网型评估方法中单站健壮指数和整网健壮指数的形成过程可知，整网健壮指数R的基数为1，数值越大，设计的基准站网的网型健壮性越高。在基准站网中，整网健壮指数R＞1表明每个基准站掉线对基准站网服务面积影响的平均值，比基准站簇中每个基准站掉线对服务面积的平均值，影响更小。表示为：

基准站网内应包含更多的冗余基准站。在基准站网中，冗余基准站表现为S_i＝S₀。如果基准站网内的冗余基准站数量为零，任何一个站掉线，都将减少服务面积。如果新增站是冗余基准站，且不引起任何已有基准站的单站健壮指数变化，则该站为完全冗余基准站。

如果在基准站网内出现任意两个基准站坐标完全相同时，将导致整网健壮指数R的失真。当且仅当，每个基准站都有一个等价替换的基准站时，表现为每个基准站都是冗余基准站，每个基准站都表现为S_i＝S₀，则R＝∞。该状况下，将不能描述基准站网网型设计的健壮性。

基于上述实施例基准站网网型评估方法中单站健壮指数和整网健壮指数与基准站网以及基准站间的相关性，形成的本发明一实施例基准站网网型设计方法如图4所示。在图4中，本实施例包括：

步骤910：根据服务区域覆盖需求，利用GIS资源形成初步基准站网仿真，建立初步基准站网。利用GIS资源可以根据基准站初步组网参数形成初步基准站网仿真，确定基准站初始位置和服务区域的基础面积。

步骤920：确定初步基准站网的预期整网健壮指数和预期单站健壮指数。

步骤930：在保持初步基准站网中基准站数量不变，且满足服务区域基础面积的前提下，对所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数。

步骤940：在基准站网的整网健壮指数最优值保持稳定且不在预期整网健壮指数的合理误差范围内时，确定粗略基准站网的网型。

步骤950：在粗略基准站网中按照单站健壮指数数值从小到大顺序确定低性能基准站。低性能基准站可以是单站健壮指数数值较小的一个或若干个。

步骤960：在低性能基准站周围增加优化基准站，调整优化基准站位置，使得低性能基准站满足预期单站健壮指数。

步骤970：粗略基准站网结合优化基准站形成目的基准站网，对目的基准站网中所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数，形成优化基准站网。

步骤980：在优化基准站网中对单站健壮指数数值较低的基准站进行位置优化，使得满足预期单站健壮指数的误差要求，形成最终优化基准站网的网型。

步骤990：在优化基准站网形成过程中，确定冗余基准站。适当增加冗余基准站有助于提升整网健壮指数。

本发明实施例的基准站网网型设计方法，根据预期整网健壮指数和预期单站健壮指数形成对基准站网网型的初步-粗略-优化-最终优化过程。通过基准站网调整-低性能基准站确定-优化基准站补站-基准站网调整-基准站调整的迭代过程保证了基于期整网健壮指数和单站健壮指数对整网服务性能健壮度的有效设计和优化。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种基准站网网型评估方法，其特征在于，包括：

确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

2.如权利要求1所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积，包括：

根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积；

调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积；

所述在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子，包括：

根据基准站网服务区域的基础面积确定基准站网中每一个基准站掉线时对服务区域的单站网区影响因子，并根据单站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站簇服务区域的基础面积确定基准站簇中单一基准站掉线时对服务区域的单站簇区影响因子，并根据单站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子；

所述根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数，包括：

根据单站网区影响因子和单站簇区影响因子形成同址基准站的单站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

3.如权利要求2所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述基础面积根据以下过程确定：

确定基准站网中基准站的受限最大基线长度L；

受限最大基线长度利用基准站位置生成德劳内三角网；

确定德劳内三角网的网外缓冲区半径r；

通过网外缓冲区半径r对德劳内三角网进行GIS缓冲区计算确定网外缓冲区；

根据德劳内三角网覆盖面积和网外缓冲区形成服务区域的基础面积S₀。

4.如权利要求2所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述单站网区影响因子根据以下过程确定：

排除基准站网中一个确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，其余基准站组网构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i；

根据确定基准站i的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站网区影响因子F_i；单站网区影响因子F_i＝1-S_i/S₀；

所述整网网区影响因子根据以下过程确定：

将基准站网中各基准站的单站网区影响因子F_i进行累加平均形成整网网区影响因子

基准站网的基准站数n形成基准站序列，整网网区影响因子

5.如权利要求2所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇时，德劳内三角网内每个三角形的最长基线的最小值B、基准站的受限最大基线长度L和网外缓冲区半径r满足以下条件：

B>L&&B≥2r；

基准站簇形成的服务区域的基础面积为S₀＝ns₀，s₀＝πr²，n为基准站数，s₀为单一基准站的服务面积。

6.如权利要求2所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述单站簇区影响因子根据以下过程确定：

剔除基准站簇中一个确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，其余基准站构成确定基准站i缺失后的服务面积S_i；服务面积S_i＝(n-1)s₀；服务面积S_i根据单基站服务模式的服务面积s₀确定，s₀为单一基准站的服务面积；

根据确定基准站的服务面积S_i与基础面积S₀的比例确定单站簇区影响因子F⁰；单站簇区影响因子F⁰＝1-S_i/S₀＝1-(n-1)/n＝1/n；

所述整网簇区影响因子根据以下过程确定：

根据基准站簇中各基准站的单站簇区影响因子F⁰进行累加平均形成整网簇区影响因子

基准站簇的基准站数n形成基准站序列，整网簇区影响因子

7.如权利要求2所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述单站健壮指数的形成过程如下：

针对同址的确定基准站i(i＝1,2,3,…,n)，将确定基准站i在基准站簇中的单站簇区影响因子F⁰和在基准站网中的单站网区影响因子F_i的比值作为基准站网的单站健壮指数R_i；基准站网的单站健壮指数

基准站网中S_i为服务面积，S₀为基础面积；

所述整网健壮指数的形成过程如下：

同址的基准站组成的基准站簇的整网簇区影响因子

和基准站网的整网网区影响因子

的比值作为基准站网的整网健壮指数R；基准站网的整网健壮指数

8.如权利要求1所述的基准站网网型评估方法，其特征在于，所述确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积，包括：

根据基准站组网参数确定基准站网服务区域的基础面积；

调整基准站组网参数转换基准站网形成基准站簇，确定基准站簇服务区域的基础面积；

所述在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子，包括：

根据基准站网服务区域的基础面积确定基准站网中双基准站掉线时对服务区域的双站网区影响因子，并根据双站网区影响因子形成对服务区域的整网网区影响因子；

根据基准站簇服务区域的基础面积确定基准站簇中双基准站掉线时对服务区域的双站簇区影响因子，并根据双站簇区影响因子形成对服务区域的整网簇区影响因子；

所述根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数，包括：

根据双站网区影响因子和双站簇区影响因子形成同址基准站的双站健壮指数，根据整网网区影响因子和整网簇区影响因子形成对应基准站网的整网健壮指数。

9.一种基准站网网型评估***，其特征在于，包括：

存储器，用于存储如权利要求1至8任一所述的基准站网网型评估方法的处理过程对应的程序代码；

处理器，用于执行所述程序代码。

10.一种基准站网网型评估***，其特征在于，包括：

面积生成装置，用于确定相同站址基准站形成基准站网和基准站簇形态下服务区域的基础面积；

因子生成装置，用于在基准站网和基准站簇形态下至少一个对应基准站掉线时，根据基础面积确定各形态下的局部网区影响因子，并根据局部网区影响因子形成各形态下服务区域的整网网区影响因子；

指数生成装置，用于根据基准站网和基准站簇形态下对应基准站的局部网区影响因子形成局部网区健壮指数，根据基准站网和基准站簇形态下的整网网区影响因子形成整网网区健壮指数。

11.一种基准站网网型设计方法，其特征在于，包括：

根据服务区域覆盖需求，利用GIS资源形成初步基准站网仿真，建立初步基准站网；

确定初步基准站网的预期整网健壮指数和预期单站健壮指数；

在保持初步基准站网中基准站数量不变，且满足服务区域基础面积的前提下，对所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数；

在基准站网的整网健壮指数最优值保持稳定且不在预期整网健壮指数的合理误差范围内时，确定粗略基准站网的网型；

在粗略基准站网中按照单站健壮指数数值从小到大顺序确定低性能基准站；

在低性能基准站周围增加优化基准站，调整优化基准站位置，使得低性能基准站满足预期单站健壮指数；

粗略基准站网结合优化基准站形成目的基准站网，对目的基准站网中所有基准站进行逐一的、逐步的位置调整，使基准站网逐渐满足预期整网健壮指数，形成优化基准站网；

在优化基准站网中对单站健壮指数数值较低的基准站进行位置优化，使得满足预期单站健壮指数的误差要求，形成最终优化基准站网的网型；

在优化基准站网形成过程中，确定冗余基准站。

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