[发明专利]一种用于低轨卫星监测GNSS的仿真模拟系统

说明书

本发明公开了一种用于低轨卫星监测GNSS的仿真模拟系统，属于卫星导航定位技术领域。系统包括：中高轨与低轨卫星轨道钟差仿真单元、低轨卫星星载数据仿真单元、中高轨卫星地面数据仿真单元、低轨卫星导航增强数据仿真单元、静态地面目标仿真单元、数据实时流仿真单元以及测试管理单元。本发明能够准确模拟中高轨和低轨卫星的轨迹与观测数据，而且能够实时仿真低轨卫星监测中高轨卫星的方法与性能。本发明通过高保真模型和多场景的模拟从而提高仿真的逼真度,缩小仿真测试结果与真实测试结果的测试偏差，可应用于未来低轨卫星监测GNSS系统的测试评估。

技术领域

本发明属于卫星导航定位技术领域，尤其涉及一种用于低轨卫星检测监测GNSS的仿真模拟系统。

背景技术

随着北斗三号全球定位系统的建成，目前包括北斗、GPS、GLONASS、Galileo在内有四大全球定位系统(GNSS)，以及日本QZSS和印度IRNSS等区域卫星导航系统。GNSS可为全球用户提供高精度定位服务，用户对GNSS的依赖也越来越深，而GNSS失效将导致非常严重的后果，因此对GNSS进行不间断实时的监测是迫切需要解决的问题。

由于多方面原因，GNSS系统难以在全球建设均匀分布的监测站，使得GNSS监测性能收到制约。近年来低轨星座发展迅速，以美国为首的全球多个国家开始开展低轨互联网星座建设。低轨星座可全球均匀分布，同时得益于星载全频点GNSS接收机的迅速发展，使得采用低轨卫星全球均匀监测GNSS成为可能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于低轨卫星检测监测GNSS的仿真模拟系统，其能够实现多种高逼真GNSS监测场景的验证，通过高保真模型和多场景的模拟从而提高仿真的逼真度,缩小仿真测试结果与真实测试结果的测试偏差。

本发明采用了如下的技术方案：

一种用于低轨卫星监测GNSS的仿真模拟系统，包括中高轨与低轨卫星轨道钟差仿真单元、低轨卫星星载数据仿真单元、中高轨卫星地面数据仿真单元、低轨卫星导航增强数据仿真单元、静态地面目标仿真单元、数据实时流仿真单元和测试管理单元；

所述中高轨与低轨卫星轨道钟差仿真单元，用于仿真高逼真度的中高轨GNSS卫星以及低轨卫星的轨道和钟差；

所述低轨卫星星载数据仿真单元，用于仿真低轨卫星星载GNSS数据；

所述中高轨卫星地面数据仿真单元，用于仿真生成中高轨GNSS卫星的地面数据；

所述低轨卫星导航增强数据仿真单元，用于仿真低轨卫星导航增强观测量；

所述静态地面目标仿真单元，用于模拟地面目标的静态轨迹；

所述数据实时流仿真单元，用于模拟实时仿真的各种观测数据；

所述测试管理单元，用于整个系统的测试与整合管理；

模拟仿真系统进行低轨卫星实时监测GNSS的流程具体包括如下过程：

步骤1，由中高轨与低轨卫星轨道钟差仿真单元生成高中低轨卫星星座；给定种子卫星的初始轨道根数或TLE两行根数，在此基础上利用数值积分器进行轨道预报，生成高中低轨卫星星座的原始轨道；同时随机在卫星的初始轨道根数上添加5cm～10cm的偏差，再次进行轨道预报，从而生成带有误差的高中低轨卫星星座的卫星轨道；仿真卫星钟差的生成采用两种方案，一种为系统内预置的模型，包括二次多项式模型以及常数模型；另一种方案是输入钟差文件，按照实际低轨卫星解算出的钟差进行仿真；