CN105119648B - 一种北斗地基导航网络运管系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及一种北斗地基导航网络运管系统，运管系统分别与伪卫星、监测站、地面控制中心相连，运管系统包括依次相连的：地基网络信号接收天线、信号接收模块、信号处理模块、控制分析管理模块、计算机以及分析软件以及和控制分析管理模块相连的远程通信单元；所述监测站负责对其所覆盖区域内的所有伪卫星进行监测，将完好性和伪卫星间时差信息传递给运管系统，运管系统完成时间同步解算，并将完好性和时间同步信息反馈给各个伪卫星。本发明用于监测管理基于北斗地基导航网络信号系统，作为整个系统的核心，对区域内所有伪卫星进行管理和控制，并收集监测站数据，具有监测系统完好性，可用性强的优点。

Description

一种北斗地基导航网络运管系统

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及一种北斗地基导航网络运管系统。

背景技术

北斗系统由于自身星座构型等方面的限制，在一些对精度要求高的应用环境下，或是在山区、城市等信号受到遮挡而接收机无法接收到满足定位需求的信号数量的环境中，存在定位精度下降、完好性和可靠性低等问题，北斗地基导航网络系统是增强北斗卫星定位性能的重要手段。

发明内容

为了改善整个定位系统的星座结构从而提高系统定位精度，本发明提出了一种北斗地基导航网络运管系统，运管系统分别与伪卫星、监测站、地面控制中心相连，运管系统包括依次相连的：地基网络信号接收天线、信号接收模块、信号处理模块、控制分析管理模块、计算机以及分析软件以及和控制分析管理模块相连的远程通信单元；

所述监测站负责对其所覆盖区域内的所有伪卫星进行监测，将完好性和伪卫星间时差信息传递给运管系统，运管系统完成时间同步解算，并将完好性和时间同步信息反馈给各个伪卫星。

所述地基网络信号接收天线为抗干扰天线，在复杂环境下采用阵列天线接收天线，地基网络信号接收天线连接信号接收模块，接收监测站发送的完好性监测、伪卫星网络时延监测、环境干扰监测的信号。

所述信号处理模块的处理任务包括对系统时差的计算处理、伪卫星时钟同步处理；首先对监测站传入的伪卫星的时钟结果以及北斗系统的时间进行解算，送入控制分析管理模块；伪卫星同步处理是对多组伪卫星的时钟差信息进行结算，统一时钟；系统时间同步采用地面控制中心到运管系统点对点长距离时频传递和运管系统到伪卫星一对多短距离时频传递的系统架构；不同架构下的时频传递高精度保障机制均为闭环式锁相系统。

所述运管系统的运管方式包含下几种模式：

1)运管系统对主控传递的基准频率源进行转发，分配至对应于各从站的频率发射子模块；各从站包括伪卫星和监控站；

2)运管系统对应于各从站的管理模块包括秒脉冲信号产生、基准频率的转发和电文传输通道的调制和发射；

3)运管系统对闭环锁相系统中的相位噪声测量进行实时监控，由此对系统时间同步精度进行评估和判断，并备有应急管理模式，在突发事件例如光纤物理链路中断时进行从站的备用基准频率源切换。

所述控制分析管理模块负责伪卫星导航任务管理、网络信息监测评估；对伪卫星的时钟结果以及北斗系统时间的解算结果，生成导航电文，完成星历计算；网络信息监测评估利用监测站数据对地基导航信号网络的伪卫星星座状态、卫星信号质量、导航信息状态进行实时监测，综合评估系统性能状态。

所述远程通信单元连接光纤网络为传输信息要求提供支持。

所述计算机以及分析软件提供平台和操作分析系统。

所述运管系统是区域地基导航网络的运行状态监测和评估的控制者，包括从伪卫星星座状态监测与评估、地基导航空中信号质量监测与评估、地基导航网电文信息监测与评估以及地基导航网服务性能监测与评估四个层次，形成一套完备的监测评估体系。

所述运管系统包括两种工作机制：

业务处理运行机制：运管系统对所有区域范围内的伪卫星进行管理与控制，实时计算辖区内伪卫星的位置误差、时间同步误差以及导航信号系统差、以及对流层延迟误差；

监视与控制体制：当某颗伪卫星的某种误差超过一定限值，运管系统向该伪卫星发送超差报警，同时发送控制指令，进行参数更新和卫星钟校准的操作。

本发明提出了一种北斗地基导航网络运管系统用于监测管理基于北斗地基导航网络信号系统，作为整个系统的核心，对区域内所有伪卫星进行管理和控制，并收集监测站数据，具有监测系统完好性，可用性强的优点。

附图说明

图1为本发明的一种北斗地基导航网络运管系统组成框图。

图2为网络运管系统时间同步架构示意图。

图3为运管系统业务流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例作详细说明。

如图1所示，一种北斗地基导航网络运管系统，包括：地基网络信号接收天线、远程通信单元、信号接收模块、信号处理模块、控制分析管理模块，计算机以及分析软件等部分。接收模块接收监测站发送的完好性监测、伪卫星网络时延监测，环境干扰监测等信号，信号处理模块对监测站传入的伪卫星的时钟结果以及北斗系统的时间进行解算，送入控制分析管理模块，伪卫星同步处理是对多组伪卫星的时钟差信息进行结算，统一时钟，控制分析管理模块对伪卫星的时钟结果以及北斗系统时间的解算结果，生成导航电文，完成星历计算，网络信息监测评估需要利用监测站数据对地基导航信号网络的伪卫星星座状态、卫星信号质量、导航信息状态进行实时监测，综合评估系统性能状态。

如图2所示，网络时间同步采用地面控制中心到运管系统点对点长距离时频传递和运管系统到从站(伪卫星站)1对多点短距离时频传递的系统架构。

如图3，系统业务流程：首先接收监测站发送的完好性和伪卫星时差信息，解算伪卫星时钟和北斗系统时间，然后统一时钟，完成各组伪卫星时间同步，生成导航电文，完成星历计算，并对伪卫星性能状态进行评估，如此循环。

以上内容是结合具体的优选实施方案对本发明所作的进一步说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所述技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种北斗地基导航网络运管系统，其特征在于，运管系统分别与伪卫星、监测站、地面控制中心相连；运管系统包括依次相连的：地基网络信号接收天线、信号接收模块、信号处理模块、控制分析管理模块、计算机以及分析软件以及和控制分析管理模块相连的远程通信单元；

所述监测站负责对其所覆盖区域内的所有伪卫星进行监测，将完好性和伪卫星间时差信息传递给运管系统，运管系统完成时间同步解算，并将完好性和时间同步信息反馈给各个伪卫星；

所述信号处理模块的处理任务包括对系统时差的计算处理、伪卫星时钟同步处理；首先对监测站传入的伪卫星的时钟结果以及北斗系统的时间进行解算，送入控制分析管理模块；伪卫星同步处理是对多组伪卫星的时钟差信息进行解算，统一时钟；系统时间同步采用地面控制中心到运管系统点对点长距离时频传递和运管系统到伪卫星一对多短距离时频传递的系统架构；不同架构下的时频传递高精度保障机制均为闭环式锁相系统；

所述运管系统的运管方式包含下几种模式：

1)运管系统对主控传递的基准频率源进行转发，分配至对应于各从站的频率发射子模块；各从站包括伪卫星和监控站；

2)运管系统对应于各从站的管理模块包括秒脉冲信号产生、基准频率的转发和电文传输通道的调制和发射；

3)运管系统对闭环锁相系统中的相位噪声测量进行实时监控，由此对系统时间同步精度进行评估和判断，并备有应急管理模式，在突发事件时进行从站的备用基准频率源切换。

2.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述地基网络信号接收天线为抗干扰天线，在复杂环境下采用阵列天线接收天线，地基网络信号接收天线连接信号接收模块，接收监测站发送的完好性监测、伪卫星网络时延监测、环境干扰监测的信号。

3.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述控制分析管理模块负责伪卫星导航任务管理、网络信息监测评估；对伪卫星的时钟结果以及北斗系统时间的解算结果，生成导航电文，完成星历计算；网络信息监测评估利用监测站数据对地基导航信号网络的伪卫星星座状态、卫星信号质量、导航信息状态进行实时监测，综合评估系统性能状态。

4.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述远程通信单元连接光纤网络为传输信息要求提供支持。

5.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述计算机以及分析软件提供平台和操作分析系统。

6.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述运管系统是区域地基导航网络的运行状态监测和评估的控制者，包括从伪卫星星座状态监测与评估、地基导航空中信号质量监测与评估、地基导航网电文信息监测与评估以及地基导航网服务性能监测与评估四个层次，形成一套完备的监测评估体系。

7.根据权利要求1所述运管系统，其特征在于，所述运管系统包括两种工作机制：

业务处理运行机制：运管系统对所有区域范围内的伪卫星进行管理与控制，实时计算辖区内伪卫星的位置误差、时间同步误差以及导航信号系统差、以及对流层延迟误差；

监视与控制体制：当某颗伪卫星的某种误差超过一定限值，运管系统向该伪卫星发送超差报警，同时发送控制指令，进行参数更新和卫星钟校准的操作。