[发明专利]基于HLA平台的卫星导航定位系统性能评估系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，具体涉及一种基于HLA（High Level Architecture，高阶模拟构架）平台的卫星导航定位系统性能评估方法和系统。

背景技术

目前，世界已经建成两大全球卫星导航系统，即美国的GPS和俄罗斯的GLONASS，其次，还有两个正在加紧建设的卫星导航系统，即欧盟的GALILEO和中国的BD。其中，GPS和GLONASS是相对比较成熟的卫星导航系统，但是GALILEO和BD作为新的卫星导航系统，其信号体制（包括：频率、信号带宽、信号调制方式、码速率、信息速率、电文格式等）、星座设计、地面站设计、接收机设计都是全新的，而且在建设过程中可能存在调整，所有这些设计过程中均需经过事先仿真和评估验证，特别是协议层格式设计，必须经过合理、充分的仿真和验证。

卫星导航系统的仿真和评估是一个庞大的工程，涉及地面站、卫星星座、信号体制和信号接收等多个环节，要求仿真系统具有可重复性、互操作性、资源共享等特点。对卫星导航系统而言，性能评估方法可以为卫星导航系统工程建设中验证和评估提供了手段，降低系统建设风险。对为卫星导航用户而言，该方法提供一个可靠、稳定、准确和易用的仿真和测试软件环境，可以使用户随心所欲按照自己要求选择合适的GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于HLA平台的卫星导航定位系统性能评估系统和方法，其既能为卫星导航系统工程建设中验证和评估提供了手段，降低系统建设风险，又能为卫星导航用户提供一个可靠、稳定、准确和易用的仿真和测试软件环境。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：

基于HLA平台的卫星导航定位系统性能评估系统，主要由HLA仿真控制平台、与HLA仿真控制平台相连的场景设置模块、授时子系统仿真模块、测定轨子系统仿真模块、信号生成子系统仿真模块、信号接收处理和分析仿真模块、及仿真评估模块这6个联邦成员组成；其中

HLA仿真控制平台完成控制指令的下达和数据的分发，同时完成各个联邦成员的生成数据的交互；

场景设置模块完成6个联邦成员的场景设置和评估系统的初始参数设置，上述设置的参数通过HLA仿真控制平台分发给各个联邦成员；

授时子系统仿真模块仿真为卫星导航时间系统，为评估系统提供包括仿真时间和仿真步长等时间信息，是整个评估系统的时间基准，并通过HLA仿真控制平台向测定轨子系统仿真模块、信号生成子系统仿真模块、信号接收处理和分析仿真模块、以及仿真评估模块这4个后续模块，上述4个后续模块在该仿真时间的驱动下依次完成仿真任务；

测定轨子系统仿真模块接收HLA仿真控制平台分发的仿真时间和仿真步长，仿真评估卫星导航系统的测轨和定轨方法，并生成卫星导航信息，并通过HLA仿真控制平台分发给信号生成子系统仿真模块；

信号生成子系统仿真模块通过HLA仿真控制平台接收测定轨子系统仿真模块的卫星轨道的仿真参数，在仿真时间和仿真步长的控制下按照要求生成一定信号体制的仿真导航信号，该仿真导航信号通过HLA仿真控制平台分发给信号接收处理和分析仿真模块；

信号接收处理和分析仿真模块接收HLA放置控制平台分发的仿真导航信号的中频数字信号和实际采集的实际导航信号的中频数字信号，并分别对这2个中频数字信号进行相应仿真评估，最后把评估结果通过HLA仿真控制平台分发给仿真评估模块；

仿真评估模块把信号接收处理和分析仿真模块送来的评估结果显示出来。

根据上述评估系统所实现的基于HLA平台的卫星导航定位系统性能评估方法，包括如下步骤：

①场景设置模块完成6个联邦成员的场景设置和评估系统的初始参数设置，上述设置的参数通过HLA仿真控制平台分发给各个联邦成员；

②授时子系统仿真模块仿真为卫星导航时间系统，为评估系统提供包括仿真时间和仿真步长等时间信息，是整个评估系统的时间基准，并通过HLA仿真控制平台向测定轨子系统仿真模块、信号生成子系统仿真模块、信号接收处理和分析仿真模块、以及仿真评估模块这4个后续模块，上述4个后续模块在该仿真时间的驱动下依次完成仿真任务；

③测定轨子系统仿真模块接收HLA仿真控制平台分发的仿真时间和仿真步长，仿真评估卫星导航系统的测轨和定轨方法，并生成卫星导航信息，并通过HLA仿真控制平台分发给信号生成子系统仿真模块；