一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统的制作方法

1.本技术涉及卫星导航技术领域，更具体地说，涉及一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统。


背景技术：

2.目前，列车控制系统一般基于卫星定位数据对列车进行控制，在低密度铁路系统，目前列车控制系统所获得卫星定位数据能够很好地对列车进行有效控制；而在中密度和高密度线路上，由于环境遮挡和多路径效应更加复杂和严重，导致卫星定位数据的精度有所降低，此时列车控制系统根据该卫星定位数据就无法实现对列车的有效控制。
3.本技术的发明人在实践中发现，为了在中密度和高密度线路应用卫星定位数据，有必要测量铁路现场卫星定位的精度数据，通过将精度数据与实时定位数据结合就能够使列车控制系统得到精确的定位信息，进而实现对列车的有效控制。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提供一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统，用于测量到铁路现场卫星定位的精度数据，以便使列车控制系统根据精度数据对列车进行有效控制。
5.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
6.一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统，包括天线、信号接收设备和信号处理设备，其中：
7.所述天线用于接收多个卫星信号；
8.所述信号接收设备与所述天线信号连接，用于接收所述天线接收的所述卫星信号，并存储所述卫星信号所携带的卫星数据，还用于显示所述卫星数据；
9.所述信号处理设备用于接收所述卫星数据，并基于所述卫星数据向列车控制系统输出精度数据。
10.可选的，所述天线为多模卫星导航终端天线。
11.可选的，所述信号接收设备包括前置放大电路、数字逻辑单元、第一处理器、第一存储器、显示器和接口电路，其中：
12.所述前置放大电路分别与所述天线、所述数字逻辑单元信号连接；
13.所述第一处理器分别与所述数字逻辑单元、所述第一存储器、所述显示器、所述接口电路信号连接；
14.所述接口电路还与所述信号处理设备信号连接。
15.可选的，所述信号接收设备用于执行如下操作：
16.对已知卫星星历进行解算，得到当前时间和当前位置的多个可见定位卫星及其卫星序列；
17.依照所述卫星序列从天线信号中获取每个所述可见定位卫星的卫星信号，并对每个所述卫星信号进行计算，得到多个与所述可见定位卫星相对应的卫星定位数据；
18.存储与每个所述可见定位卫星对应的prn序列、星历信息、当前时间、所述卫星定位数据和所述可见定位卫星的数量。
19.可选的，所述信号处理设备包括至少第二处理器和与所述第二处理器信号连接的第二存储器，所述第二存储器用于存储计算机程序或指令，所述第二处理器用于执行所述计算机程序或指令，以实现如下方法：
20.获取与每个所述可见定位卫星对应的所述prn序列、所述星历信息、所述当前时间、所述卫星定位数据和所述可见定位卫星的数量；
21.剔除仰角低于预设仰角阈值的可见定位卫星，同时剔除信噪比低于预设信噪比阈值的可见定位卫星；
22.根据剩余的所述可见定位卫星的rpn序列、所述星历信息、所述当前时间和所述卫星定位数据进行精度计算，得到并显示所述精度数据。
23.可选的，所述精度数据包括水平分量精度因子、垂直分量精度因子、位置精度因子、几何精度因子和钟差精度因子。
24.从上述的技术方案可以看出，本技术公开了一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统，包括天线、信号接收设备和信号处理设备。天线用于接收多个卫星信号；信号接收设备与天线信号连接，用于接收天线接收的卫星信号，并存储微信信号所携带的卫星数据，还用于显示卫星数据；信号处理设备用于接收卫星数据，并基于卫星数据得到并输出精度数据，从而使列车控制系统能够根据精度实现对列车的有效控制。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例的一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统的框图；
27.图2为本技术实施例的另一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统的框图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
29.实施例
30.图1为本技术实施例的一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统的框图。
31.如图1所示，本实施例提供的测量系统用于对铁路现场的特定卫星导航系统的卫星定位精度进行检测，设置在列车上，具体包括天线10、信号接收设备20和信号处理设备30，其中信号接收设备分别与天线、信号处理设备连接。
32.天线可以选用多模卫星导航终端天线，这样可以适配多种卫星导航系统，如中国的北斗导航系统、美国的gps导航系统、欧洲的伽利略导航系统和俄罗斯格洛纳斯导航系统
等。
33.信号接收设备用于获取天线接收的卫星信号，并对卫星信号进行捕获、信息解算，从而得到卫星信号所携带的卫星数据，这里的卫星数据包括但不限于可见定位卫星的数量，每个可见定位卫星的prn序列、星历信息、当前时间以及相应定位卫星的卫星定位数据。
34.该信号接收设备具体包括前置放大电路21、数字逻辑单元22、第一处理器23、第一存储器24、显示器25和接口电路26，如图2所示。前置放大电路分别与天线、数字逻辑单元信号连接；第一处理器分别与数字逻辑单元、第一存储器、显示器、接口电路信号连接；接口电连接还与信号处理设备信号连接。
35.该信号接收设备通过如下步骤实现卫星信号的处理：
36.步骤一：第一处理器根据卫星星历解算当前可见定位卫星的prn序列。
37.步骤二：根据解算出的prn序列进行搜索。
38.步骤三：在当前本地载波频率搜索当前的可见定位卫星的prn序列。
39.步骤四：数字逻辑电路采用fft(快速傅里叶变换)方式进行频率捕获。
40.步骤五：判断是否捕获到卫星信号，如果否，则执行步骤六；如果是，则执行步骤七。
41.步骤六：调整本地载波频率，然后回到步骤三。
42.步骤七：采用卡尔曼滤波算法跟踪卫星信号并计算卫星定位数据。
43.步骤八：判断是否搜索完全部卫星prn序列，如果否，则回到步骤二；如果是则执行步骤九；
44.步骤九：将搜索到的可用定位卫星的prn序列、数目、星历信息、本地的当前时间等数据记录到第一存储器。
45.步骤十：将上述信息显示在显示屏上。
46.信号处理设备具体可以用计算机、服务器、平板电脑实现，其运行有相应的计算机程序或指令，其用于从信号接收设备获取上述可用定位卫星的 prn序列、数目、星历信息、本地的当前时间等数据，并基于上述数据得到并显示精度数据。
47.该信号处理设备包括至少一个第二处理器和第二存储器，两者通过数据总线连接。该第二处理器通过运行第二存储器所存储的计算机程序或指令实现上述目的。该处理过程如下：
48.步骤一：读取第一存储器所存储的数据，并归入本地数据库；
49.步骤二：计算上述数据中低信噪比卫星，即将信噪比低于预设信噪比阈值的可见定位卫星剔除；
50.步骤三：计算上述数据中低仰角卫星，即将其仰角低于预设仰角阈值的可见定位卫星予以剔除；
51.步骤四：基于剩余的可见定位卫星的数据进行计算，计算该时刻的定位位置、水平分量精度因子、垂直分量精度因子、位置精度因子、几何精度因子和钟差精度因子，并将上述数据记录到数据库。
52.在列车控制系统运行时可以从数据库中获得各种精度数据。
53.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种铁路现场的卫星定位精度的测量系统，包括天线、信号接收设备和信号处理设备。天线用于接收多个卫星信号；信号接收设
备与天线信号连接，用于接收天线接收的卫星信号，并存储微信信号所携带的卫星数据，还用于显示卫星数据；信号处理设备用于接收卫星数据，并基于卫星数据得到并输出精度数据，从而使列车控制系统能够根据精度实现对列车的有效控制。
54.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
55.本领域内的技术人员应明白，本技术实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本技术实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
56.本技术实施例是参照根据本技术实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
57.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
58.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
59.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
60.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
61.以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。