CN102520425A - 一种gnss接收机互操作性能检测系统 - Google Patents

Abstract

一种GNSS接收机互操作性能检测系统主要包括：启动与控制子系统，分别与各子系统通讯，负责管理和协调控制整个系统的运行；数据采集子系统，实时采集两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据；数据处理子系统，接收两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据，并根据用户需求调用数据存储子系统中的互操作性检测模块，对检测数据进行互操作性检测；数据存储子系统，负责存储实时采集得到的用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，以及数据处理子系统经过处理得到的检测结果数据；可视化子系统，完成系统输入参数设置和输出结果可视化。本发明针对GNSS接收机互操作性能检测，灵活性及配置性佳，并能够满足互操作性检测对多种性能指标的需求。

Description

一种GNSS接收机互操作性能检测系统

技术领域

本发明涉及一种GPS、GLONASS、Compass和Galileo四种卫星系统GNSS接收机的互操作性能检测实现方法，属于卫星导航接收设备性能检测领域。

背景技术

GNSS接收机的互操作性能检测，主要是对多模卫星导航系统接收机的互操作性进行衡量。依据目前多模卫星导航系统接收机的用户需求，确定多系统接收机的互操作性能检测结果。对于不同接收机互操作性能进行比较，从而指导用户选择。对于接收机性能检测方面，国内外公开发表的文献大多以卫星导航系统接收机各项性能检测方法的描述为主；国内外有部分文献对于卫星导航系统效能检测方法进行设计，但为针对于单一卫星导航系统的系统级整体描述，对于多模接收机互操作性能的综合检测方法，国内的研究属于起步阶段，国外未见公开文献发表。

对于GNSS接收机的互操作性能检测，关键就是综合考虑用户需求、GNSS接收机条件属性特点以及各条件属性的检测方法。我国已经开始建立了自己的新一代卫星导航系统，面临着与GPS、GLONASS、Galileo系统的互操作，但对于GNSS接收机互操作性能的检测，已有的其它检测系统目前尚未实现。现有的GNSS接收机性能检测中，并未进行互操作性能的综合检测，均是针对于接收机各项性能指标的直接检测结果。参与定位的卫星系统数量增多时，仅对接收机性能指标进行检测，不能够直观有效地体现接收机在互操作方面的能力，同时不结合用户需求进行综合检测。GNSS接收机互操作性能的检测是建立在GNSS接收机性能指标检测的基础上的，在多系统互操作情况下衡量接收机性能恶化与改善将指导接收机的设计，因此研究一种基于用户需求、高效、灵活的互操作性能检测系统，对GNSS互操作接收机的检测和设计是具有重大意义的。目前国外尚无相关文献报道。

发明内容

本发明的技术解决问题：填补现有检测技术的空缺，提供一种GNSS接收机互操作性能检测系统，该系统基于用户需求进行检测、运行效率高、配置更新灵活，能够满足对互操作性能不同检测方法、不同数据源的并行检测。

本发明的技术解决方案：一种GNSS接收机互操作性能检测系统，所述的检测系统采用客户端/服务器端(C/S)架构，包括如下：

启动与控制子系统，分别与其余各子系统通讯，负责管理和协调控制整个性能检测系统的运行，包括向各子系统发送启动指令、停止指令；根据接收到的各子系统状态信息向各子系统发送调度指令；完成各子系统的底层支持与局域网络维护；完成各子系统初始化参数配置；

数据采集子系统，负责实时采集用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，并接收数据处理子系统发送的检测配置和检测方法信息；所述两类检测数据包括GNSS信号模拟源生成的理论数据和在轨卫星实测数据；所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS互操作接收机标准测定位置、GNSS互操作接收机的载体理论速度、测试时刻标准时间；所述测试结果数据包括准确性检测模块测试结果数据、可靠性检测模块测试结果数据、实时性检测模块测试结果数据、可用性检测模块测试结果数据、互操作性检测模块测试结果数据；将两类检测数据分别进行数据解析，并将解析后的数据转换为数据处理子系统和数据存储子系统所能识别的数据格式；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，以及收到的检测配置和检测方法信息，将采集到的数据发送给数据存储子系统和数据处理子系统；

数据处理子系统，负责接收数据存储子系统和数据处理子系统发送的两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据；根据接收到的用户需求数据生成检测配置和检测方法信息，发送给数据采集子系统和数据存储子系统；等待启动与控制子系统发送的检测启动指令，如果收到检测启动指令，根据接收到的两类检测数据及测试结果数据，调用数据存储子系统中的互操作性检测模块，得到互操作性检测结果；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，将检测结果发送至数据存储子系统；

所述互操作性检测模块至少包括准确性检测模块、可靠性检测模块、实时性检测模块、可用性检测模块和互操作性综合检测模块五个模块；所述检测结果至少包括准确性检测模块、可靠性检测模块、实时性检测模块、可用性检测模块和互操作性综合检测模块五个模块的检测结果；

所述准确性检测模块，功能包括定位准确性、测速准确性、定时准确性的检测，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的准确性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据；所述准确性测试结果数据包括GNSS互操作接收机的测量位置、GNSS互操作接收机的测量速度、接收机的检测时间；

(3)等待启动与控制子系统停止指令，如果收到准确性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，将接收机测量结果与理论值的偏离程度进行比较，得到定位准确性、测速准确性、定时准确性检测结果；

所述可靠性检测模块，其功能是检测互操作接收机的故障检测概率及故障排除概率，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可靠性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS卫星信息及故障星信息；所述可靠性测试结果数据包括GNSS故障星检测结果和故障星排除结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可靠性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的故障发生时间段内，故障星信息与GNSS互操作接收机的故障星检测结果、故障星排除结果进行统计，得到故障检测概率及故障排除概率的检测结果；

所述实时性检测模块，功能包括热启动、冷启动、温启动和重捕时间的检测，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的实时性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括接收机启动时间信息；所述实时性测试结果数据包括热启动、冷启动、温启动、重捕时间测试结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到实时性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的指定次数内冷启动、热启动、温启动和重捕时间测试结果进行统计，根据用户对实时性检测的要求，根据各项启动时间的重要度得到实时性检测结果；

所述可用性检测模块，其功能是检测指定时间段内、指定场景下满足用户需求可用性的时间长度百分比，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可用性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取在轨卫星实测数据、GNSS信号模拟源生成的理论数据和可用性测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括不同可视卫星范围下，可视卫星信息和用户位置信息；所述可用性测试结果数据包括准确性和可靠性检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可用性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户需求中，在指定时间段内，指定场景下，满足用户要求可用性的时间长度百分比，得到可用性检测结果；

所述互操作性综合检测模块，功能是根据用户需求对互操作性综合性能进行检测。其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的互操作性综合检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统读取用户需求数据和准确性、可靠性、实时性和可用性模块的测试结果数据，所述用户需求数据包括用户对互操作性检测各项要求的配置数据；所述互操作性测试结果数据包括准确性、可靠性、实时性和可用性的检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到互操作性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计次数及统计方法的要求，得到互操作性综合检测结果；

数据存储子系统，根据启动与控制子系统的指令，负责存储数据采集子系统实时采集得到的用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，以及数据处理子系统经过处理计算得到的检测结果数据；进行分类存储、数据快速查询以及历史数据回放等功能；为数据处理子系统提供互操作性检测模块；并为可视化子系统的显示提供所需数据；

可视化子系统，根据启动与控制子系统的指令，将各种需要数据以及检测结果可视化，包括检测项目的选择、参数设置和统计分析结果的可视化，以及检测结果报表打印功能。

所述数据采集子系统实现如下：

(1)用户等待启动与控制子系统的启动指令；

(2)采集本次检测用户需求数据、本次检测所需的检测数据和测试结果数据，可支持融合多个用户需求的数据合并采集；

(3)将采集得到的各类数据进行数据解析，将解析后的数据进行分类整理；

(4)将各客户端的用户需求数据进行汇总并统一管理；

(5)根据汇总后的用户需求数据确定检测任务，确定GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据源需求；

(6)生成仿真或检测请求并发送给数据处理子系统和数据存储子系统；

(7)等待数据处理子系统和数据存储子系统发送的启动命令；

(8)如果收到启动与控制子系统发送的启动命令，则根据启动命令配置GNSS信号模拟源并开始采集数据，如果没有收到启动命令，则继续等待；

(9)如果收到数据处理子系统发送的检测任务启动命令，开始获取仿真或检测数据；

(10)根据用户需求的不同检测任务，分发GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据以及用户需求数据给数据处理子系统和数据存储子系统。

所述数据处理子系统实现如下：

(1)等待启动与控制子系统的启动指令；

(2)如果收到启动与控制子系统的启动指令，则开始接收检测所需的两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据，如果没有收到检测请求，则继续等待；

(3)根据收到的用户需求数据生成仿真及检测配置信息；

(4)启动仿真或检测系统，并发送启动命令给数据采集子系统和数据存储子系统；

(5)等待数据采集子系统和数据存储子系统的仿真或检测开始消息；

(6)如果收到数据采集子系统和数据存储子系统的开始消息，检测任务启动，并发送检测任务启动命令给数据采集子系统，如果没有收到开始消息，则继续等待；

(7)等待数据采集子系统的任务所需数据齐全命令；

(8)如果收到启动与控制子系统的检测启动命令，启动并从数据存储子系统调用相应算法，进行检测，并通过可视化子系统进行结果显示，如果没有收到数据齐全命令，则继续等待。

本发明与现有技术相比的有益效果：

(1)本发明对互操作性能检测所需GNSS接收机性能指标以及检测算法具有良好的可配置管理能力，用户可以选择感兴趣的性能指标及互操作检测算法，甚至可以向系统添加新的互操作检测算法。

(2)本发明既可以处理由GNSS信号模拟源生成的理论数据，又可以处理采集的在轨卫星数据实测数据，并支持仿真数据与实测数据混合检测，可灵活支持多数据源。在互操作性检测检测需求中对互操作接收机在研发设计、实际运行过程中的互操作性能检测检测可以根据用户需求进行特殊方面的互操作性测定。

(3)系统可适用于互操作性能综合检测，其结果为无量纲数值，取值范围[-1，1]；

(4)不同用户需求的互操作性能综合评定结果不同，用户满意度达到95％；

由以上特点可以看出本发明灵活性及配置性佳，并能够满足互操作性检测对多种性能指标配置需求、多数据源的检测，并且检测结果具有多种可视化方式。为用户设备研发以及多系统互操作获得的优势和劣势分析提供一种有效的手段，并得出GNSS接收机互操作性检测结论，以便在多系统GNSS接收机研发过程中及产品实现后，完成对其互操作性的检测，从而指导GNSS互操作接收机的设计。

附图说明

图1为本发明的组成示意图；

图2为本发明的数据采集子系统运行流程图；

图3为本发明的数据处理子系统运行流程图；

图4为本发明的准确性检测模块实现流程图；

图5为本发明的可靠性检测模块实现流程图；

图6为本发明的实时性检测模块实现流程图；

图7为本发明的可用性检测模块实现流程图；

图8为本发明的互操作性综合检测模块实现流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种GNSS接收机互操作性能检测系统采用客户端/服务器架构，包括如下：启动与控制子系统，分别与其余各子系统通讯，负责管理和协调控制整个性能检测系统的运行，包括向各子系统发送启动指令、停止指令；根据接收到的各子系统状态信息向各子系统发送调度指令；完成各子系统的底层支持与局域网络维护；完成各子系统初始化参数配置；数据采集子系统，负责实时采集用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，并接收数据处理子系统发送的检测配置和检测方法信息；所述两类检测数据包括GNSS信号模拟源生成的理论数据和在轨卫星实测数据；所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS互操作接收机标准测定位置、GNSS互操作接收机的载体理论速度、测试时刻标准时间；所述测试结果数据包括准确性检测模块测试结果数据、可靠性检测模块测试结果数据、实时性检测模块测试结果数据、可用性检测模块测试结果数据、互操作性检测模块测试结果数据；将两类检测数据分别进行数据解析，并将解析后的数据转换为数据处理子系统和数据存储子系统所能识别的数据格式；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，以及收到的检测配置和检测方法信息，将采集到的数据发送给数据存储子系统和数据处理子系统；数据处理子系统，负责接收数据存储子系统和数据处理子系统发送的两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据；根据接收到的用户需求数据生成检测配置和检测方法信息，发送给数据采集子系统和数据存储子系统；等待启动与控制子系统发送的检测启动指令，如果收到检测启动指令，根据接收到的两类检测数据及测试结果数据，调用数据存储子系统中的互操作性检测模块，得到互操作性检测结果；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，将检测结果发送至数据存储子系统；数据存储子系统，根据启动与控制子系统的指令，负责存储数据采集子系统实时采集得到的用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，以及数据处理子系统经过处理计算得到的检测结果数据；进行分类存储、数据快速查询以及历史数据回放等功能；为数据处理子系统提供互操作性检测模块；并为可视化子系统的显示提供所需数据；可视化子系统，根据启动与控制子系统的指令，将各种需要数据以及检测结果可视化，包括检测项目的选择、参数设置和统计分析结果的可视化，以及检测结果报表打印功能。

从图中可以看到，互操作性能检测系统拥有与用户需求、检测用GNSS数据源、被测互操作接收机及单系统接收机的顶层操作控制接口与监视平台，直接接收外部系统启动指令和控制参数输入。检测与检测分系统将控制指令和初始化参数传送到控制与管理分系统，经过进一步扩充和变换，分发至其它子系统，完成系统的统一调度。依据检测项目配置参数，各子系统反馈相应的检测源数据到数据处理子系统，还可以通过RS-232或USB等接口形式，启动和控制互操作接收机检测，接收单系统及互操作接收机产生的待检测数据。

如图2所示，本发明的数据采集子系统实现如下：

(1)等待用户输入权限名称及密码；

(2)采集本次用户需求数据，可支持融合多个用户需求的数据合并采集，并把数据库中已存在的性能指标及检测算法列表通过可视化子系统反馈给启动与控制子系统；

(3)汇总各客户端的用户需求数据，进行综合评定后统一管理；

(4)根据综合评定后的用户需求数据确定检测任务，确定GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据源需求；

(5)生成仿真或检测请求并发送给数据处理子系统；

(6)等待数据处理子系统发送的启动命令；

(7)如果收到数据处理子系统发送的启动命令，根据启动命令配置GNSS信号模拟源并开始采集数据，如果没有收到启动命令，则继续等待；

(8)如果收到数据处理子系统发送的检测任务启动命令，开始获取仿真或检测数据；

(9)根据用户需求的不同检测任务，分发GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据给数据处理子系统。

如图3所示，本发明的数据处理子系统实现如下：

(1)等待数据采集子系统的仿真检测请求；

(2)如果收到数据采集子系统的检测请求，则生成仿真或检测配置信息，如果没有收到检测请求，则继续等待；

(3)启动仿真或检测系统，并发送启动命令给数据采集子系统和数据存储子系统；

(4)等待数据采集子系统和数据存储子系统的仿真或检测开始消息；

(5)如果收到数据采集子系统和数据存储子系统的开始消息，检测任务启动，并发送检测任务启动命令给数据采集子系统，如果没有收到开始消息，则继续等待；

(6)等待数据采集子系统的任务所需数据齐全命令；

(7)如果收到数据采集子系统的任务所需数据齐全命令，启动并调用检测算法，进行检测，并通过可视化子系统进行结果显示，如果没有收到数据齐全命令，则继续等待。

如图4所示，本发明的准确性检测模块实现如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的准确性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据；所述准确性测试结果数据包括GNSS互操作接收机的测量位置、GNSS互操作接收机的测量速度、接收机的检测时间；

(3)等待启动与控制子系统停止指令，如果收到准确性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，将接收机测量结果与理论值的偏离程度进行比较，得到定位准确性、测速准确性、定时准确性检测结果；

如图5所示，本发明的可靠性检测模块实现如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可靠性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS卫星信息及故障星信息；所述可靠性测试结果数据包括GNSS故障星检测结果和故障星排除结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可靠性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的故障发生时间段内，故障星信息与GNSS互操作接收机的故障星检测结果、故障星排除结果进行统计，得到故障检测概率及故障排除概率的检测结果；

如图6所示，本发明的实时性检测模块实现如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的实时性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括接收机启动时间信息；所述实时性测试结果数据包括热启动、冷启动、温启动、重捕时间测试结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到实时性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的指定次数内冷启动、热启动、温启动和重捕时间测试结果进行统计，根据用户对实时性检测的要求，根据各项启动时间的重要度得到实时性检测结果；

如图7所示，本发明的可用性检测模块实现如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可用性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取在轨卫星实测数据、GNSS信号模拟源生成的理论数据和可用性测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括不同可视卫星范围下，可视卫星信息和用户位置信息；所述可用性测试结果数据包括准确性和可靠性检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可用性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户需求中，在指定时间段内，指定场景下，满足用户要求可用性的时间长度百分比，得到可用性检测结果；

如图8所示，本发明的互操作性综合检测模块实现如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的互操作性综合检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统读取用户需求数据和准确性、可靠性、实时性和可用性模块的测试结果数据，所述用户需求数据包括用户对互操作性检测各项要求的配置数据；所述互操作性测试结果数据包括准确性、可靠性、实时性和可用性的检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到互操作性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计次数及统计方法的要求，得到互操作性综合检测结果；

本发明GNSS接收机互操作性能检测系统已经在数据库中预置了互操作检测必要的接收机性能指标信息及其典型检测算法，这些包含了GNSS接收机准确性指标、可用性指标、可靠性指标、实时性指标四方面。实际用户进行互操作性能检测时确定互操作检测所关心的指标项内容，同时确定互操作性能检测算法便可进行互操作性能检测。甚至可以利用系统指定的定义接口，通过数据处理系统定义新的互操作性能指标或检测算法，添加到数据库，日后其余用户也可以很方便的查询到这种新定义的性能指标及检测算法。

由于GNSS接收机互操作性能检测是对比型检测，要根据用户需求指定单系统接收机，本发明在检测检测过程中可以进行同步对比检测，也可以进行异步对比检测。所述同步对比检测是指将单系统接收机和GNSS互操作接收机同时接入GNSS接收机互操作性能检测系统，同步检测各自的性能指标评定进行对比检测；异步对比检测是指依次对单系统接收机、互操作接收机进行性能指标测定，测定结果由数据存储子系统记录，之后数据处理子系统对测定结果进行互操作性检测。

对GNSS接收机互操作性能的检测包括GNSS接收机准确性指标、可用性指标、可靠性指标、实时性指标，其中准确性指标包括定位准确性、测速准确性、定时准确性指标；可用性指标包括不同服务等级、不同卫星状态下(全天可视、半边天可视)的GNSS互操作接收机可用性比率；连续性指标包括可容忍的不同系统卫星失效数量；可靠性指标包括不同卫星状态下的GNSS互操作接收机自主完好性检测能力；实时性包括冷/温/热启动时间、重捕时间等；互操作性能则根据不完备粗糙集理论对各项接收机性能检测指标进行综合检测与衡量。检测算法最终体现在对每个性能指标的检测原理和检测方案上，下面给出了本发明GNSS接收机互操作性能检测系统中默认支持的部分互操作性能指标的检测原理、检测方案和检测参数，其中检测参数体现了检测算法的输入和输出，而检测原理、检测方案描述了典型的检测算法实现过程。这些性能指标和检测算法只是个示例，本领域技术人员可以根据实际需要进行扩展。

GNSS互操作接收机准确性检测模块

GNSS互操作接收机准确性包括定位准确性、测速准确性和定时准确性；其中定位准确性用于描述GNSS互操作接收机的测量位置与标准测定位置的偏离程度；测速准确性用于描述GNSS互操作接收机的测量速度与载体理论速度的偏离程度；定时准确性用于描述GNSS互操作接收机的检测时间与标准时间的偏离程度。

1.定位准确性检测子模块

a)检测原理与模型

(1)位置误差定义为

其中x(t_i)为卫星导航系统统各个卫星的测量位置向量，而x₀为理论位置向量，t_i表示第i个时刻。

(2)距离误差定义为

(3)位置误差均值定义为

$\mathrm{\μ}=\frac{1}{T}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δx}\left(t_i\right)---\left(3\right)$

其中，T表示计算周期。

(4)位置协方差定义为

$\mathrm{\Σ}=\frac{1}{T-1}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δx}\left(t_i\right)\mathrm{\Δx}{\left(t_i\right)}^T---\left(4\right)$

(5)距离方差定义为

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{1}{T-1}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δx}{\left(t_i\right)}^T\mathrm{\Δx}\left(t_i\right)---\left(5\right)$

(6)置信水平定义为

其中，P()表示概率运算。

b)检测方案

给定时间起始历元t_s、根据用户需求数据确定结束历元t_e和时间采样间隔Δt，可以得到观测历元序列t_i，

利用公式(1)～(7)可以估计给定点x₀处的位置误差、距离误差、位置误差均值、位置协方差、距离方差和置信水平。

给定区域D，可以得到位置网格

其中分别表示地球上某点的经度、纬度、高度。利用公式(1)～(7)。可以估计给定网格点

处的位置误差、距离误差、位置误差均值、位置协方差、距离方差和置信水平。

进行检测时，在一个回归周期内对定位准确性的各项指标进行检测，通常即可满足对定位准确性的检测要求。

2.测速准确性检测子模块

用于检测系统测定的载体理论速度与载体测量速度的偏离程度。

a)检测原理与模型

(1)速度误差

其中v(t_i)为每颗卫星对载体的测量速度向量，v₀(t_i)每颗卫星对载体理论速度向量，t_i表示第i个时刻。

(2)速度值误差

$\mathrm{\Δv}\left(t_i\right)=\sqrt{\mathrm{\Δv}{\left(t_i\right)}^T\mathrm{\Δv}\left(t_i\right)}---\left(9\right)$

(3)速度误差均值

$\mathrm{\μ}=\frac{1}{T}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δv}\left(t_i\right)---\left(10\right)$

(4)速度协方差

$\mathrm{\Σ}=\frac{1}{T-1}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δv}\left(t_i\right)\mathrm{\Δv}{\left(t_i\right)}^T---\left(11\right)$

(5)速度值方差

$\mathrm{\σ}=\frac{1}{T-1}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δv}{\left(t_i\right)}^T\mathrm{\Δv}\left(t_i\right)---\left(12\right)$

(6)置信水平

b)检测方案

给定时间起始历元t_s、根据用户需求数据确定结束历元t_e和时间采样间隔Δt，可以得到历元序列t_i，

利用轨迹发生器产生载体的位置x₀(t_i)和速度信息v₀(t_i)，利用公式(8)～(14)，可以估计入航线上的速度误差、速度值误差、速度误差均值、速度协方差、速度值方差和置信水平。

3.定时准确性检测子模块

用于检测标准时间与GNSS互操作接收机测定的时间的偏离程度。

a)检测原理与模型

(1)定时误差

其中t(i)为第i时刻，GNSS接收机定时结果，T_std(i)为第i时刻的标准时间。

(2)定时值误差

$\mathrm{\Δ}{t}_i=\sqrt{\mathrm{\Δ}{t_i}^T\mathrm{\Δ}{t}_i}---\left(16\right)$

(3)定时误差均值

$\mathrm{\μ}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_i---\left(17\right)$

(4)定时结果协方差

$\mathrm{\Σ}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t}_i\mathrm{\Δ}{t_i}^T---\left(18\right)$

(5)定时结果方差

$\mathrm{\Δ}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{t_i}^T\mathrm{\Δ}{t}_i---\left(19\right)$

(6)置信水平

b)检测方案

给定定时起始检测次数i、根据用户需求数据结束次数N和相邻检测时间间隔τ，可以得到次数序列i＝1，2，3…N。利用GNSS信号模拟源产生的标准时间T_std(i)和GNSS互操作接收机定时结果t(i)，根据公式(15)～(21)，可以估计定时误差、定时值误差、定时误差均值、定时协方差、定时值方差和置信水平。

GNSS互操作接收机可靠性检测模块

1.检测原理与模型

可靠性指的是定位系统在出现故障时能及时警告用户，以免用户被非正常工作的定位系统所误导。

(1)虚警率

定义虚警函数

其中HAL为水平报警门限，VAL为垂直报警门限，HPL为水平保护级别，VPL为垂直保护级别。则虚警率为

(2)漏警率

定义漏警函数

则漏警率为

$R_2=\frac{1}{\mathrm{TP}}\underset{i=0}{\overset{T-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=0}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_2(t_i,p_j)---\left(25\right)$

(3)完好性风险

R＝R₁+R₂            (26)

2.检测方案

给定时间起始历元t_s、时间采样间隔Δt和回归周期数P，可以得到单个周期内的时间采样数T和历元序列

给定周期内卫星故障出现延迟δt、卫星的状态持续时间Δt_F，假定故障与正常状态交互出现，可以得到第m颗卫星第j周期第k个状态的起始时间为t^m(p_j，f_k)＝t_s+j×δt+k×Δt_F，

仿真系统给出的第m颗卫星第j个周期内的状态变化时间序列为t^m(p_j，a_n)，

利用公式(22)～(26)对接收机的自主完好性进行检测。记录报警时间序列进行统计分析可以得到平均报警时间及其方差。

进行检测时，给定水平告警门限HAL和垂直告警门限VAL，在多个回归周期内对系统的完好性指标进行检测，通常取P＝Δt_F/Δt即可满足对定位精度检测要求，Δt_F应大于最大报警时间，δt为Δt的整数倍。

GNSS互操作接收机实时性检测模块

冷、温、热启动时间、重捕获时间检测模块

1.检测原理与模型

冷启动时间定义为：接收机在不知道星历、历书、时间和位置的情况下的开机，到接收机能够正常定位的时间。

t_cold＝t_work-t_start            (27)

其中t_start，t_work，t_cold依次为接收机冷启动时的开机时刻，接收机正常定位时刻和接收机冷启动时间。

温启动时间定义为：接收机在不知道星历，但存有历书、时间和位置的情况下开机，到接收机能够正常定位的时间。

t_warm＝t_work-t_start            (28)

其中t_start，t_work，t_warm依次为接收机温启动时的开机时刻，接收机正常定位时刻和接收机温启动时间。

热启动时间定义为：接收机在存有星历、历书、时间和位置的情况下开机，到接收机能够正常定位的时间。

t_hot＝t_work-t_start                (29)

其中t_start，t_work，t_hot依次为接收机热启动时的开机时刻，接收机正常定位时刻和接收机热启动时间。

重捕获时间定义为：接收机因信号遮挡等原因失锁到接收机重新捕获信号的时间

t_reacquision＝t_reacqi-t_lost    (30)

其中t_lost，t_reacqi，t_reacqusion依次为接收机失锁时刻，接收机重捕获时刻和接收机重捕获时间。

2.检测方案

接收机分别在冷启动、温启动和热启动的情况下开机，同时分别记录冷启动开机时刻和冷启动情况下接收机正常定位时刻，温启动开机时刻和温启动情况下接收机正产定位时刻，以及热启动开机时刻和热启动情况下接收机正常定位时刻。分别依据公式(27)～(29)可得到接收机的冷启动时间、温启动时间、热启动时间。对多次测量结果进行统计，可得到接收启动时间的平均值和均方误差。

在接收机正常工作后，因为信号遮挡等原因发生信号失锁，记录此时接收机的失锁时刻和信号重捕获时刻，依据公式(30)可得到接收机重捕获时间。

GNSS互操作接收机可用性检测模块

1.检测原理与模型

可用性是指接收机能够同时满足准确性、可靠性要求的时间百分比。可用性与GPS的空间星座及其卫星信号的覆盖率有关。对于接收机所处的不同环境下，其可用性有所不同，本发明中用户可以对GNSS互操作接收机所处的典型环境进行设置。包括全天可视地区、半边天可视地区、城市峡谷地区。

典型环境设置根据卫星相对于GNSS互操作接收机首次定位位置的方位角与仰角情况进行卫星可见性参数的配置。

设用户位置点P在地心地固直角坐标系中的坐标为(x，y，z)，某卫星位置点S的坐标为(x^(s)，y^(s)，z^(s))，则从用户到该卫星的观测向量为：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\\ \mathrm{\Δz}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}^{\left(s\right)}\\ y^{\left(s\right)}\\ z^{\left(s\right)}\end{array}\right]-\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\end{array}\right]---\left(31\right)$

该卫星在点P出的单位观测矢量I^(s)为：

$I^{\left(s\right)}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{\Δ}{x}^2+\mathrm{\Δ}{y}^2+\mathrm{\Δ}{z}^2}}\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\\ \mathrm{\Δz}\end{array}\right]---\left(32\right)$

观测向量[Δx Δy Δz]^T可等效地表达在以P点为原点的站新坐标系中的向量[Δe Δn Δu]^T，其变换关系为：

$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δe}\\ \mathrm{\Δn}\\ \mathrm{\Δu}\end{array}\right]=S\·\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δx}\\ \mathrm{\Δy}\\ \mathrm{\Δz}\end{array}\right]---\left(33\right)$

其中坐标变换矩阵S为：

$S=\left[\begin{array}{ccc}-\sin \mathrm{\λ}& \cos \mathrm{\λ}& 0\\ -\sin \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\λ}& -\sin \mathrm{\φ}\sin \mathrm{\λ}& \cos \mathrm{\φ}\\ \cos \mathrm{\φ}\cos \mathrm{\λ}& \cos \mathrm{\φ}\sin \mathrm{\λ}& \sin \mathrm{\φ}\end{array}\right]---\left(34\right)$

其中λ为大地经度，φ为大地纬度。

卫星的仰角θ是观测矢量高出由东向和北向两轴所组成的水平面的角度，即

$\mathrm{\θ}=\arcsin \left(\frac{\mathrm{\Δu}}{\sqrt{{\left(\mathrm{\Δe}\right)}^2+{\left(\mathrm{\Δn}\right)}^2+{\left(\mathrm{\Δu}\right)}^2}}\right)---\left(35\right)$

卫星的方位角α定义为北向顺时针转到观测矢量在水平面内的投影方向的角度，即

$\mathrm{\α}=\arctan \left(\frac{\mathrm{\Δe}}{\mathrm{\Δn}}\right)---\left(36\right)$

对于全天可视地区：无需进行卫星可见性配置；

半边天可视地区：根据卫星相对于GNSS互操作接收机首次定位位置的方位角和用户确定的不可见半边天方位角范围[α_min，α_max]进行配置；

城市峡谷地区：根据卫星相对于GNSS互操作接收机首次定位位置的仰角、方位角和用户设定的城市峡谷遮挡范围[α_min，α_max]和[θ_min，θ_max]进行配置，亦可采用本发明中设定的典型城市峡谷环境配置。

2.检测方案

(1)固定位置可用性检测

给定时间起始历元t_s、结束历元t_e和时间采样间隔Δt，可以得到历元序列

利用公式(31)～(36)并结合用户需求数据对全天可视、半边天可视、城市峡谷的设定进行配置。可以检测在指定位置P处，在t_i时刻GNSS互操作接收机的准确性、可靠性是否超过用户需求数据中所设定的门限；通过对[t_s，t_e]时间段内各个采样点的GNSS互操作接收机同时超过准确性、可靠性门限的时间点进行统计，可得[t_s，t_e]时间段内满足可用性的时间长度，从而得到可用性检测结果。可用性检测结果通常与GNSS互操作接收机的空间位置及所处环境相关，同时，检测时间越长，其统计结果越准确。

(2)区域可用性检测

给定区域D，可以得到位置网格

网格采样间隔为给定时间起始历元t_s、结束历元t_e和时间采样间隔Δt，可以得到历元序列

利用公式(31)～(36)并结合用户需求数据对全天可视、半边天可视、城市峡谷的设定进行配置。可以检测在给定网格点处，在t_i时刻GNSS互操作接收机的准确性、可靠性是否超过用户需求数据中所设定的门限，相对于整体区域的可用性百分比；统计给定区域D和给定观测时间内的可用性结果，可得到可用性极大区间、可用性极小区间、可用性平均值等。进行检测时，在一个回归周期内对给定区域D的可用性进行检测，通常即可满足检测要求。

GNSS互操作接收机互操作性综合检测模块

1.检测原理与模型

根据粗糙集理论对GNSS互操作接收机的互操作性进行综合检测。

互操作性能检测系统T可以表达为一个有序四元组T＝{U，C∪D，V，f}，其中：

U＝{o₁，o₂，…，o_n}为互操作性能检测系统T中全体检测结果对象的集合；

C＝{c₁，c₂，…，c_m}为条件属性集，反映检测结果对象的特征；

D为决策属性集，反映检测结果的类别；

为互操作性能全体属性值域的集合；

映射f：U×(C∪D)→V表示对

a∈(C∪D)有f(o，a)∈V。即确定U中每一个对象在各个属性下的取值。

在此基础上，对每个属性子集R即可定义不可分辨的二元关系(即等价关系)IND(B)，即 $\mathrm{IND}\left(R\right)=\left\{(x,y)\right|(x,y)\∈U^2,\∀a\∈R,f(x,a)=f(y,a)\}.$ 从而，设X是U的一个子集，x是U中的一个对象，[x]_R表示所有与x不可分辨的对象组成的集合，即由x决定的等价类。

上近似定义为： $\underset{\‾}{R}\left(X\right)=\{x\∈U|{\left[x\right]}_R\⊆X\}$

下近似定义为： $\stackrel{\‾}{R}\left(X\right)=\{x\∈U|{\left[x\right]}_R\∩X\≠\mathrm{\φ}\}$

其中，R(X)是根据已有的知识判断肯定属于X的对象所组成的最大集合。

是根据已有知识判断可能属于X中的元素组成的集合。

互操作系统性能参数为典型的不完备集，利用粗糙集能够解决大量不确定信息及可能从不完备信息中找出对策规则的特点，对系统整体性能进行检测。

根据用户需求数据得到的接收机条件属性的重要度示例如表1(根据不同用户需求，其重要度会不同)。

用户需求数据	准确性	可靠性	实时性	可用性
					个人安全用户	0.2	0.1	0.2	0.5
高准确性用户	0.5	0.05	0.1	0.35

表1

将GNSS互操作接收机准确性、可靠性、实时性、可用性检测模块的输出以及用户需求数据作为互操作接收机互操作性综合检测模块的输入，并将各项性能检测结果进行相对值转化。将实测指标与用户技术要求中的指标关系作为测定结果。相对的接收机性能量化绝对值计算公式如下：

$P_{\mathrm{calculate}}=\frac{|P_{\mathrm{test}}-P_{\mathrm{requirment}}|}{P_{\mathrm{requirment}}}---\left(37\right)$

其中，P_test为条件属性的实测结果；

p_requirment为条件属性的用户指标要求；

p_calculate为条件属性的相对测定结果。

根据接收机的测定结果及接收机性能指标的权重，对互操作性能进行综合检测。转化后的相对性能量化结果和用户需求数据中对各项性能的重要度测定结果，进行互操作性能综合检测，得到的综合检测结果如表6。具体实现方法为接收机的性能权重与测定结果的乘积进行累加，公式如下：

$\mathrm{mark}=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{para}}_i\×{\mathrm{weight}}_i---\left(38\right)$

其中，mark表示接收机性能综合检测结果；

para_i表示第i个参数的测定结果；

weight_i表示第i个参数根据用户类型确定的权重值；

i表示所关心参数的序号，其取值为1…n。

表6

2.检测方案

给定时间起始历元t_s、结束历元t_e，时间采样间隔Δt，可以得到历元序列

可以得到指定时间段[t_s，t_e]内检测得到的接收机准确性、可靠性、实时性和可用性检测结果，结合粗糙集理论，根据公式(37)、(38)采用相对结果测试，可以检测得到基于用户需求数据的互操作性综合检测结果。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

Claims (3)

1.一种GNSS接收机互操作性能检测系统，其特征在于：所述的检测系统采用客户端/服务器端(C/S)架构，包括启动与控制子系统、数据采集子系统、数据处理子系统、数据存储子系统和可视化子系统，其中：

启动与控制子系统，分别与其余各子系统通讯，负责管理和协调控制整个性能检测系统的运行，包括向各子系统发送启动指令、停止指令；根据接收到的各子系统状态信息向各子系统发送调度指令；完成各子系统的底层支持与局域网络维护；完成各子系统初始化参数配置；

数据采集子系统，负责实时采集用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，并接收数据处理子系统发送的检测配置和检测方法信息；所述两类检测数据包括GNSS信号模拟源生成的理论数据和在轨卫星实测数据；所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS互操作接收机标准测定位置、GNSS互操作接收机的载体理论速度、测试时刻标准时间；所述测试结果数据包括准确性检测模块测试结果数据、可靠性检测模块测试结果数据、实时性检测模块测试结果数据、可用性检测模块测试结果数据、互操作性检测模块测试结果数据；将两类检测数据分别进行数据解析，并将解析后的数据转换为数据处理子系统和数据存储子系统所能识别的数据格式；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，以及收到的检测配置和检测方法信息，将采集到的数据发送给数据存储子系统和数据处理子系统；

数据处理子系统，负责接收数据存储子系统和数据处理子系统发送的两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据；根据接收到的用户需求数据生成检测配置和检测方法信息，发送给数据采集子系统和数据存储子系统；等待启动与控制子系统发送的检测启动指令，如果收到检测启动指令，根据接收到的两类检测数据及测试结果数据，调用数据存储子系统中的互操作性检测模块，得到互操作性检测结果；并根据启动与控制子系统发送的调度指令，将检测结果发送至数据存储子系统；

所述互操作性检测模块至少包括准确性检测模块、可靠性检测模块、实时性检测模块、可用性检测模块和互操作性综合检测模块五个模块；所述检测结果至少包括准确性检测模块、可靠性检测模块、实时性检测模块、可用性检测模块和互操作性综合检测模块五个模块的检测结果；

所述准确性检测模块，功能包括定位准确性、测速准确性、定时准确性的检测，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的准确性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据；所述准确性测试结果数据包括GNSS互操作接收机的测量位置、GNSS互操作接收机的测量速度、接收机的检测时间；

(3)等待启动与控制子系统停止指令，如果收到准确性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，将接收机测量结果与理论值的偏离程度进行比较，得到定位准确性、测速准确性、定时准确性检测结果；

所述可靠性检测模块，其功能是检测互操作接收机的故障检测概率及故障排除概率，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可靠性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括GNSS卫星信息及故障星信息；所述可靠性测试结果数据包括GNSS故障星检测结果和故障星排除结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可靠性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的故障发生时间段内，故障星信息与GNSS互操作接收机的故障星检测结果、故障星排除结果进行统计，得到故障检测概率及故障排除概率的检测结果；

所述实时性检测模块，功能包括热启动、冷启动、温启动和重捕时间的检测，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的实时性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取GNSS信号模拟源生成的理论数据和测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括接收机启动时间信息；所述实时性测试结果数据包括热启动、冷启动、温启动、重捕时间测试结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到实时性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户提出的指定次数内冷启动、热启动、温启动和重捕时间测试结果进行统计，根据用户对实时性检测的要求，根据各项启动时间的重要度得到实时性检测结果；

所述可用性检测模块，其功能是检测指定时间段内、指定场景下满足用户需求可用性的时间长度百分比，其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的可用性检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统实时读取在轨卫星实测数据、GNSS信号模拟源生成的理论数据和可用性测试结果数据，所述GNSS信号模拟源生成的理论数据包括不同可视卫星范围下，可视卫星信息和用户位置信息；所述可用性测试结果数据包括准确性和可靠性检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到可用性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计时间及统计方法的要求，结合统计学处理方法，对用户需求中，在指定时间段内，指定场景下，满足用户要求可用性的时间长度百分比，得到可用性检测结果；

所述互操作性综合检测模块，功能是根据用户需求对互操作性综合性能进行检测。其实现流程如下：

(1)等待启动与控制子系统给出的互操作性综合检测模块启动指令；

(2)如果收到启动指令，则从数据存储子系统读取用户需求数据和准确性、可靠性、实时性和可用性模块的测试结果数据，所述用户需求数据包括用户对互操作性检测各项要求的配置数据；所述互操作性测试结果数据包括准确性、可靠性、实时性和可用性的检测结果；

(3)等待测试停止指令，如果收到互操作性检测模块测试停止指令，根据用户需求数据中对检测统计次数及统计方法的要求，得到互操作性综合检测结果；

数据存储子系统，根据启动与控制子系统的指令，负责存储数据采集子系统实时采集得到的用户需求数据、两类检测数据和测试结果数据，以及数据处理子系统经过处理计算得到的检测结果数据；进行分类存储、数据快速查询以及历史数据回放等功能；为数据处理子系统提供互操作性检测模块；并为可视化子系统的显示提供所需数据；

可视化子系统，根据启动与控制子系统的指令，将各种需要数据以及检测结果可视化，包括检测项目的选择、参数设置和统计分析结果的可视化，以及检测结果报表打印功能。

2.根据权利要求1所述的一种GNSS接收机互操作性能检测系统，其特征在于所述数据采集子系统实现如下：

(1)用户等待启动与控制子系统的启动指令；

(2)采集本次检测用户需求数据、本次检测所需的检测数据和测试结果数据，可支持融合多个用户需求的数据合并采集；

(3)将采集得到的各类数据进行数据解析，将解析后的数据进行分类整理；

(4)将各客户端的用户需求数据进行汇总并统一管理；

(5)根据汇总后的用户需求数据确定检测任务，确定GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据源需求；

(6)生成仿真或检测请求并发送给数据处理子系统和数据存储子系统；

(7)等待数据处理子系统和数据存储子系统发送的启动命令；

(8)如果收到启动与控制子系统发送的启动命令，则根据启动命令配置GNSS信号模拟源并开始采集数据，如果没有收到启动命令，则继续等待；

(9)根据用户需求的不同检测任务，分发GNSS信号模拟源生成的理论数据或在轨卫星数据以及用户需求数据给数据处理子系统和数据存储子系统。

3.根据权利要求1所述的一种GNSS接收机互操作性能检测系统，其特征在于所述数据处理子系统实现如下：

(1)等待启动与控制子系统的启动指令；

(2)如果收到启动与控制子系统的启动指令，则开始接收检测所需的两类检测数据、用户需求数据和测试结果数据，如果没有收到检测请求，则继续等待；

(3)根据收到的用户需求数据生成仿真及检测配置信息；

(4)启动仿真或检测系统，并发送启动命令给数据采集子系统和数据存储子系统；

(5)等待启动与控制子系统的处理启动指令；

(6)如果收到启动与控制子系统的处理启动指令，检测任务启动，如果没有收到开始消息，则继续等待；

(7)等待启动与控制子系统的计算启动命令，此时所需的各项数据齐全；

(8)如果收到启动与控制子系统的计算启动命令，启动并从数据存储子系统调用相应算法进行检测，并通过可视化子系统进行结果显示，如果没有收到数据齐全命令，则继续等待。

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