CN104833991B - 测试信标信号生成方法、装置及定位系统 - Google Patents

测试信标信号生成方法、装置及定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种测试信标信号生成方法，其包括按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置和对应时标信息；获取测试信标的信号发射时间，并根据测试信标的位置、时标信息以及预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息；将测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号；以及在信号发射时间时，将测试信标信号发送至定位装置。本发明通过测试信标的预测位置信息来生成测试信标信号，保证所发送测试信标信号中编码的位置信息准确的代表了信号发射时刻信标的位置，解决了现有的测试信标信号生成装置位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。

Description

测试信标信号生成方法、装置及定位系统
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种测试信标信号生成方法、装置及定位系统。
背景技术
机场的多点定位系统具有定位精度高、冗余性好、安装成本低以及易维护等优点，然而要证明多点定位系统对机场内的有效目标的定位精度指标是否达到要求，或者对系统的定位结果进行分析，运行参数进行调试则需要设计一种车载测试信标系统用来模拟运动或静止的有效目标。
该车载测试信标系统一般要达到以下两个要求：
一、能够发射预定频率的射频信标信号至多点定位系统，以便于多点定位系统对模拟目标进行无线定位。
二、能够在每一个射频信号中将信号发射时刻测试信标对应的高精度位置信息以ADS-B(广播式自动相关监视，Automatic dependent surveillance-broadcast)目标位置报文形式发送给多点定位系统，以便测试人员对系统运行参数进行调试，定位误差进行统计以及定位结果实时对比演示。
为了提高车载测试信标系统的可移动性，申请号为201320555522.9的一种基于卫星定位的ADS-B信标的实用新型专利披露了使用卫星定位的方式，为信标机在不同场合、不同地点的使用提供了便利。
申请号为200910050634.7的无线定位系统的发明专利也披露了信标机使用固定频率发射位置信息，从而实现系统结构简单化。
但是用于多点定位系统测试的车载测试信标要求的信号发射重频一般较高，而现有ADS-B车载测试信标系统发射报文信息包括目标位置报和状态报，由于状态报没有目标位置信息，再考虑到GPS自身位置采样率限制，所以现有信标位置信息的采样频率相较测试要求一般较低，很难保证在每一次发射信号当中提供目标发射时刻的精确位置。另一方面由于GPS位置信息的采样和射频信标信号的发射也不是同时触发，这样当目标处于运动状态时导致GPS采集的位置信息并不能准确代表信标在信号发射时刻的精确位置，从而给测试人员调试、统计工作带来不便，甚至错误的信息干扰。另外现有信标采取传统GPS进行位置采集，其定位精度不足以当作标准来对多点定位系统进行参数调试和精度评估。
故，有必要提供一种测试信标信号生成方法、装置及定位系统，以满足多点定位系统参数调试和定位结果分析统计的需要。
发明内容
本发明实施例提供一种准确度高以及可靠性强的测试信标信号生成方法、装置及定位系统；以解决现有的测试信标信号生成方法、装置的位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供平台保障。
本发明实施例提供一种测试信标信号生成方法，其包括：
按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；
获取所述测试信标的信号发射时间，并根据所述测试信标的位置信息、以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息，其中所述测试信标的位置信息的获取时间均早于所述测试信标的信号发射时间；
将所述测试信标的预测位置信息编码、调制为测试信标信号；以及
在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号发送至定位装置。
本发明实施例还提供一种测试信标信号生成装置，其包括：
位置信息获取模块，用于按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；
计算模块，用于获取所述测试信标的信号发射时间，并根据所述测试信标的位置以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息，其中所述测试信标的位置信息的获取时间均早于所述测试信标的信号发射时间；
编码模块，用于将所述测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号；以及
发射模块，用于在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号进行调制并通过相应射频信道发送至定位装置。
本发明实施例还提供一种定位系统，其包括至少一个测试信标信号生成装置以及一定位装置；
所述测试信标信号生成装置包括：
GPS信号接收器，用于按设定时间间隔，接收所述测试信标信号生成装置的卫星星历数据和校正参数，并根据所述卫星星历数据和校正参数，计算所述测试信标信号生成装置的位置信息；
数据存储器，用于对所述测试信标信号生成装置的位置信息进行存储操作；
定位数据处理器，用于获取所述测试信标信号生成装置的信号发射时间，并根据所述测试信标信号生成装置的位置信息以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标信号生成装置的预测位置信息；其中所述测试信标信号生成装置的位置信息的获取时间均早于所述测试信标信号生成装置的信号发射时间；
信标信号发生器，用于将所述测试信标信号生成装置的预测位置信息编码、调制为测试信标信号；并在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号发送至所述定位装置；以及
中央控制器，用于生成所述测试信标信号生成装置的信号发射时间；并对所述定位数据处理器、所述信标信号发生器进行触发以及配置变更。
相较于现有技术的测试信标信号生成方法、装置及定位系统，本发明的测试信标信号生成方法、装置及定位系统通过GPS采集的测试信标的历史位置和时标信息预测信号发射时刻信标的准确位置，并以此预测位置信息来生成测试信标信号，保证所发送测试信标信号中编码的位置信息准确的代表了信号发射时刻信标的位置，解决了现有的测试信标信号生成装置位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。
附图说明
图1为本发明的测试信标信号生成方法的优选实施例的流程图；
图2为本发明的测试信标信号生成装置的优选实施例的结构示意图；
图3为本发明的定位系统的第一优选实施例的结构示意图；
图4为本发明的定位系统的第二优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
定位系统一般包括定位装置以及测试信标信号生成装置，测试信标信号生成装置生成编码含有信号发射时刻信标实际位置的测试信标信号，并将测试信标信号发送至定位装置；定位装置通过该测试信标信号到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或者到达角度(DOA)等信息确定测试信标信号生成装置的位置，并将该位置与解码得到的测试信标信号生成装置的实际位置进行对比，根据该对比结果对系统运行参数进行调试和定位结果进行分析统计。
本发明的测试信标信号生成方法以及测试信标信号生成装置可在机场或轮船等定位系统中使用，用于向定位系统中的定位装置发送信号发射时刻信标实际位置准确可靠的测试信标信号，以满足多点定位系统参数调试和定位结果分析统计的需要。
请参照图1，图1为本发明的测试信标信号生成方法的优选实施例的流程图。本优选实施例的测试信标信号生成方法包括：
步骤S101，按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；
步骤S102，获取测试信标的信号发射时间，并根据测试信标的位置信息以及预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息；
步骤S103，将测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号；
步骤S104，在信号发射时间时，将测试信标信号发送至定位装置。
下面详细说明本优选实施例的测试信标信号生成方法的各步骤的具体流程。
在步骤S101中，测试信标信号生成装置按设定时间间隔(例如2s)利用差分GPS获取测试信标的位置信息，其中测试信标设置在测试信标信号生成装置上，或测试信标信号生成装置即为测试信标。具体为，测试信标信号生成装置实时接收卫星的卫星星历数据和校正参数(如地面差分基站校正参数)，并根据卫星星历数据以及校正参数，计算测试信标的位置信息，从而获得多个不同时间点的测试信标的位置信息。随后测试信标信号生成装置将获取的多个不同时间点的测试信标的位置信息进行存储操作；其中该位置信息包括测试信标的坐标以及位置信息的获取时间等。随后转到步骤S102。
在步骤S102中，测试信标信号生成装置获取或生成测试信标的信号发射时间，该信号发射时间为测试信标信号生成装置下一次向定位装置发射测试信标信号的时间点。该测试信标的信号发射时间晚于测试信标信号生成装置存储的测试信标的位置信息的获取时间。
随后测试信标信号生成装置根据步骤S101存储的多个不同时间点的测试信标的位置信息以及卡尔曼滤波算法等预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息。具体计算过程可为：
假设te为信号发射时刻，在te之前存储器中记录的由差分GPS采集得到的位置信息为[t(k),x(k),y(k)]，k＝1,2...i且满足t(1)＜t(2)＜...t(i-1)＜t(i)＜te。[xe,ye]代表计算得到的信号发射时刻信标的预测位置信息，下面以xe为例描述预测位置的计算过程，假设计算过程中和P(k|k)分别代表t(k)时刻信标的卡尔曼后验估计状态向量以及其协方差矩阵，和P(k+1|k)代表t(k+1)时刻信标的卡尔曼先验估计状态向量以及其协方差矩阵，其中状态向量为3×1矩阵，3个元素分别代表了信标位置、速度和加速度值。
第一步，参数初始化为：卡尔曼singer模型参数α＝0.7；状态噪声方差σ2＝1.0；测量噪声方差var_R＝2.0；P(1|1)＝diag{50,50,50}。
第二步，当k＝1时
计算信标先验估计状态向量
其中状态转移矩阵
ts＝t(k+1)-t(k)。
计算信标先验估计状态向量协方差矩阵
P(k+1|k)＝A(k+1,k)P(k|k)AT(k+1,k)+Q(k)
其中
计算信标后验估计状态向量
其中H(k+1)＝[1 0 0]
Kg(k+1)＝P(k+1|k)HT(k+1)[H(k+1)P(k+1|k)HT(k+1)+var_R]-1
计算信标后验估计状态向量协方差矩阵
P(k+1|k+1)＝[I-Kg(k+1)H(k+1)]P(k+1|k)
其中I为3×3单位方阵
第三步，按照第二步过程依次计算当k＝2,3...i-1时信标的状态向量及其对应的协方差矩阵，并得到的值。
第四步，计算信标在te时刻对应的先验状态向量
et1 et2 et3分别代表了信标在te时刻的位置、速度和加速度先验估计值。
其中状态转移矩阵tse＝te-t(i)。
第五步，计算信标在te时刻对应的预测位置xe＝et1。预测位置ye的计算可参考上述同类过程。当然这里也可使用其他算法计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息。随后转到步骤S103。
在步骤S103中，测试信标信号生成装置对步骤S102获取的测试信标的预测位置信息以及信标呼号、24位地址码等其他待发送的配置信息进行编码处理，具体可为以ADS-B目标位置报文的形式进行编码，从而形成测试信标信号。随后转到步骤S104。
在步骤S104中，测试信标信号生成装置在信号发射时间时，将步骤S103形成的测试信标信号进行二进制调制处理，并以预设调制频率(如1090MHz)将调制后的测试信标信号发送至相应的定位装置，定位装置通过该测试信标信号到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或者到达方向(DOA)等信息确定测试信标信号生成装置的位置，并将该位置与解码得到的测试信标信号预测位置进行对比，根据该对比结果对系统运行参数进行调试和定位结果进行分析统计。
这样即完成了本优选实施例的测试信标信号生成方法的测试信标信号的生成及使用过程。
本优选实施例的测试信标信号生成方法通过测试信标的预测位置信息来生成测试信标信号，解决了现有的测试信标信号生成方法的位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。
本发明还提供一种测试信标信号生成装置，请参照图2，图2为本发明的测试信标信号生成装置的优选实施例的结构示意图。本优选实施例的测试信标信号生成装置20可使用上述测试信标信号生成方法进行实施，该测试信标信号生成装置20包括位置信号获取模块21、计算模块22、编码模块23以及发射模块24。位置信息获取模块21用于按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；计算模块22用于获取测试信标的信号发射时间，并根据测试信标的位置信息以及预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息；编码模块23用于将测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号；发射模块24用于在信号发射时间时，将测试信标信号发送至定位装置。
本优选实施例的测试信标信号生成装置20使用时，首先位置信号获取模块21按设定时间间隔获取测试信标的位置信息，其中测试信标即设置在测试信标信号生成装置上，或测试信标信号生成装置即为测试信标。具体为，位置信号获取模块21按设定时间间隔实时接收卫星的卫星星历数据和校正参数，并根据卫星星历数据以及校正参数，计算测试信标的位置信息，从而获得多个不同时间点的测试信标的位置信息。随后位置信号获取模块21将获取的多个不同时间点的测试信标的位置信息进行存储操作；其中该位置信息包括测试信标的坐标以及位置信息的获取时间等。
然后计算模块22获取或生成测试信标的信号发射时间，该信号发射时间为测试信标信号生成装置下一次向定位装置发射测试信标信号的时间点。该测试信标的信号发射时间晚于测试信标信号生成装置存储的测试信标的位置信息的获取时间。随后计算模块22根据位置信号获取模块存储的多个不同时间点的测试信标的位置信息以及卡尔曼滤波算法等预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标的预测位置信息。
然后编码模块23对计算模块获取的测试信标的预测位置信息以及信标呼号、24位地址码等其他待发送的配置信息进行编码处理，具体可为以ADS-B目标位置报文的形式进行编码，从而形成测试信标信号。
最后发射模块24在信号发射时间时，将编码模块23形成的测试信标信号进行二进制调制处理，并以预设调制频率(如1090MHz)将调制后的测试信标信号发送至相应的定位装置，定位装置通过该测试信标信号到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或者到达方向(DOA)等信息确定测试信标信号生成装置的位置，并将该位置与解码得到的测试信标信号预测位置进行对比，根据该对比结果对系统运行参数进行调试和定位结果进行分析统计。
这样即完成了本优选实施例的测试信标信号生成装置20的测试信标信号的生成及使用过程。
本优选实施例的测试信标信号生成装置通过测试信标的预测位置信息来生成测试信标信号，解决了现有的测试信标信号生成装置的位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。
本发明还提供一种定位系统，请参照图3，图3为本发明的定位系统的第一优选实施例的结构示意图。本优选实施例的定位系统可使用上述测试信标信号生成方法进行实施，该定位系统30包括至少一个测试信标信号生成装置31以及一定位装置32。
其中测试信标信号生成装置31包括GPS信号接收器311、数据存储器312、定位数据处理器313、中央控制器314以及信标信号发生器315。GPS信号接收器311用于按设定时间间隔，接收测试信标信号生成装置31的卫星星历数据和校正参数，并根据卫星星历数据和校正参数，计算测试信标信号生成装置31的位置信息；数据存储器312用于对测试信标信号生成装置31的位置信息进行存储操作；定位数据处理器313用于获取测试信标信号生成装置31的信号发射时间，并根据测试信标信号生成装置31的位置信息以及预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标信号生成装置31的预测位置信息；信标信号发生器315用于将测试信标信号生成装置31的预测位置信息编码为测试信标信号；并在信号发射时间时，将测试信标信号发送至定位装置32；中央控制器314用于生成测试信标信号生成装置31的信号发射时间；用于触发定位数据处理器313并从中获取所述测试信标在信号发射时刻的预测位置信息；用于触发信标信号发生器315将获取的所述测试信标的预测位置信息以ADS-B目标位置报文的形式发送出去；对信标信号发生器315的呼号、24位地址码以及信号发射时间间隔等参数进行更改配置。定位装置32利用测试信标信号到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或到达方向(DOA)等信息对测试信标信号生成装置31进行无线定位；通过比较无线定位结果与测试信标信号包含的预测位置信息对多点定位系统进行参数调试和结果分析统计。
其中该GPS信号接收器311可以高精度、高稳定性能的Trimble BD970主板为载体。信标信号发生器315采用高性能XC2V1000-6FGG456I型号FPGA芯片，并且信标信号发生器315通过包含有ASK调制器、脉冲功率放大器和滤波器等功能单元的射频发射信道将测试信标信号发送至定位装置32。
本优选实施例的定位系统30使用时，首先GPS信号接收器311按设定时间间隔，接收测试信标信号生成装置31的卫星星历数据和地面差分基站校正参数，并根据卫星星历数据和校正参数，计算测试信标信号生成装置31的位置信息。
随后数据存储器312对测试信标信号生成装置31的位置信息进行存储操作。
然后中央控制器314生成测试信标信号生成装置31的信号发射时间，并将该信号发射时间发送至定位数据处理器313。
随后定位数据处理器313根据数据存储器312中的测试信标信号生成装置31的位置信息以及预设的预测算法，计算信号发射时间时的测试信标信号生成装置31的预测位置信息，其中测试信标信号生成装置31的位置信息的获取时间均早于测试信标信号生成装置31的信号发射时间。
然后中央控制器314触发信标信号发生器315接收定位数据处理器313生成的测试信标信号生成装置31的预测位置信息，或将定位数据处理器313生成的测试信标信号生成装置31的预测位置信息转发至信标信号发生器315。
最后信标信号发生器315对定位数据处理器313生成的测试信标信号生成装置31的预测位置信息进行编码，以生成测试信标信号；在信号发射时间时，将生成的测试信标信号进行调制处理并通过射频信道发送至定位装置32；定位装置32根据测试信标信号中的到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或到达方向(DOA)等信息对测试信标信号生成装置31进行无线定位；通过比较无线定位结果与测试信标信号包含的预测位置信息对多点定位系统进行参数调试和结果分析统计。
本优选实施例的定位系统通过测试信标的预测位置信息来生成测试信标信号，解决了现有的定位系统的测试信标信号生成装置的信标采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。
请参照图4，图4为本发明的定位系统的第二优选实施例的结构示意图。本优选实施例的定位系统可使用上述测试信标信号生成方法进行实施，该定位系统40的测试信标信号生成装置41在第一优选实施例的基础上还包括差分GPS天线411、时钟卡412以及全向天线413。差分GPS天线411用于接收测试信标信号生成装置41的卫星星历数据和校正数据；时钟卡412用于给中央控制器314提供同步时钟；全向天线413用于以预设频率将测试信标信号发送至定位装置32。
本优选实施例的定位系统40使用时，首先GPS信号接收器311按设定时间间隔，通过差分GPS天线411接收测试信标信号生成装置41的卫星星历数据和地面差分基站校正参数；随后GPS信号接收器311根据卫星星历数据和地面差分基站校正参数，计算多个不同时间点的测试信标信号生成装置41的位置信息。
随后数据存储器312对GPS信号接收器311获取的多个不同时间点的测试信标信号生成装置41的位置信息进行存储操作。
然后中央控制器314通过时钟卡412，生成测试信标信号生成装置41的信号发射时间，并将该信号发射时间发送至定位数据处理器313。
随后定位数据处理器313使用卡尔曼滤波算法对数据存储器312中的测试信标信号生成装置的位置信息进行计算，以获取信号发射时间时的测试信标信号生成装置41的预测位置信息，其中测试信标的信号发射时间晚于GPS信号接收器311获取的测试信标的位置信息的获取时间。
然后中央控制器314触发信标信号发生器315接收定位数据处理器313生成的测试信标信号生成装置41的预测位置信息，或将定位数据处理器313生成的测试信标信号生成装41置的预测位置信息转发至信标信号发生器315。
随后信标信号发生器315对定位数据处理器313生成的测试信标的预测位置信息以及信标呼号、24位地址码等其他待发送的配置信息进行编码处理，以生成测试信标信号。具体可为以ADS-B目标位置报文的形式进行编码，从而形成测试信标信号，然后使用二进制调制器对测试信标信号进行调制处理，并在信号发射时间时，通过设定频率的全向天线，将测试信标信号发送至定位装置32。
最后定位装置32根据测试信标信号的信号编码内容获取测试信标信号生成装置41的预测位置信息，根据测试信标信号的到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或到达方向(DOA)等信息获取测试信标信号生成装置41的无线定位信息。然后定位装置32通过比较测试信标信号生成装置41的预测位置信息以及测试信标信号生成装置41的无线定位信息对多点定位系统40进行参数调试和结果分析统计。
在本优选实施例中，用户可在中央控制器314中设置测试信标信号生成装置41的信号发射时间或信号发射重频，并异步触发定位数据处理器313以及信标信号发生器315进行工作。通过中央控制器314分别异步控制定位数据处理器313以及信标信号发生器315，可以较好的维持各个功能模块之间的独立性以及可维护性。并且用户可通过中央控制器314对信标呼号、24位地址码等配置信息进行修改。
本优选实施例的定位系统在第一优选实施例的基础上，通过差分GPS天线、时钟卡以及全向天线的设置，进一步保证了预测位置信息生成的稳定性以及可靠性；通过中央控制器可以对信标信号发生器各个工作参数进行配置，保证了系统使用的灵活方便性；各个组成模块的功能独立性也保证了系统的可维护性。
下面通过一具体实施例说明本发明的定位系统的具体工作原理。
一、定位系统的测试信标信号生成装置的GPS信号接收器通过差分GPS天线接收卫星星历数据和地面差分基站校正参数；随后GPS信号接收器使用解调器以及解码器对卫星星历数据进和校正数据行解码记录，并根据卫星星历数据和地面差分基站校正参数，计算多个不同时间点的测试信标信号生成装置的位置信息，可记录为：
{x(i)、y(i)、t(i)}，i＝1,2….m；
其中m为采样的总数量，x(i)和y(i)为信标信号生成装置的位置坐标，t(i)为采样时间，并且满足t(i)<t(i+1)的递增顺序。。
二、数据存储器对GPS信号接收器获取的测试信标信号生成装置的位置信息进行存储操作。
三、中央控制器生成测试信标信号生成装置的信号发射时间，并将该信号发射时间发送至定位数据处理器。
四、定位数据处理器接收到信号发射时间后，便到数据存储器读取存储的测试信标信号生成装置的位置信息，并使用卡尔曼滤波算法对数据存储器中的测试信标信号生成装置的位置信息进行计算，以获取信号发射时间时的测试信标信号生成装置的预测位置信息{X、Y}，其中测试信标的信号发射时间晚于GPS信号接收器获取的测试信标的位置信息的采样时间。
五、中央控制器将定位数据处理器生成的测试信标的预测位置信息{X、Y}以及信标呼号、24位地址码等其他待发送的配置信息发送至信标信号发生器。
六、信标信号发生器对预测位置信息以及其他配置信息以ADS-B目标位置报文的形式进行编码，并对编码后的数据进行二进制调制处理，从而形成测试信标信号。
七、信标信号发生器在信号发射时间时，通过1090MHz的全向天线，将生成的测试信标信号发送至定位装置。
八、定位装置根据测试信标信号的到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)或到达方向(DOA)等信息获取测试信标信号生成装置的无线定位信息{XX、YY}。然后定位装置通过比较测试信标信号生成装置的预测位置信息{X、Y}以及测试信标信号生成装置的无线定位信息{XX、YY}对多点定位系统进行参数调试和结果分析统计。
本发明的测试信标信号生成方法、装置及定位系统通过GPS采集的测试信标的历史位置和时标信息预测信号发射时刻信标的准确位置，并以此预测位置信息来生成测试信标信号，保证所发送测试信标信号中编码的位置信息准确的代表了信号发射时刻信标的位置，解决了现有的测试信标信号生成装置位置信息采样率低、精度状态差等技术问题，为多点定位系统的参数调试和结果分析统计提供了平台保障。
本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的方法。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种测试信标信号生成方法，其特征在于，包括：
按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；
获取所述测试信标的信号发射时间，并根据所述测试信标的位置信息、以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息，其中所述测试信标的位置信息的获取时间均早于所述测试信标的信号发射时间；
将所述测试信标的预测位置信息编码、调制为测试信标信号；以及
在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号发送至定位装置。
2.根据权利要求1所述的测试信标信号生成方法，其特征在于，所述按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息的步骤具体为：
根据卫星星历数据和校正参数，按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息。
3.根据权利要求1所述的测试信标信号生成方法，其特征在于，所述根据所述测试信标的位置信息以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息的步骤具体为：
使用卡尔曼滤波算法对所述测试信标的位置信息进行计算，获取所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息。
4.根据权利要求1所述的测试信标信号生成方法，其特征在于，所述将所述测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号的步骤具体为：
将所述测试信标的预测位置信息以及其他配置信息，以ADS-B目标位置报文形式编码，以形成所述测试信标信号。
5.根据权利要求1所述的测试信标信号生成方法，其特征在于，所述在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号发送至定位装置的步骤具体为：
在所述信号发射时间时，将所述编码后的测试信标信号进行二进制调制处理，并以预设调制频率将调制后的测试信标信号发送至相应的定位装置。
6.一种测试信标信号生成装置，其特征在于，包括：
位置信息获取模块，用于按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置信息；
计算模块，用于获取所述测试信标的信号发射时间，并根据所述测试信标的位置以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息，其中所述测试信标的位置信息的获取时间均早于所述测试信标的信号发射时间；
编码模块，用于将所述测试信标的预测位置信息编码为测试信标信号；以及
发射模块，用于在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号进行调制并通过相应射频信道发送至定位装置。
7.根据权利要求6所述的测试信标信号生成装置，其特征在于，所述位置信息获取模块具体用于，根据卫星星历数据和校正参数，按设定时间间隔获取并存储测试信标的位置。
8.根据权利要求6所述的测试信标信号生成装置，其特征在于，所述计算模块具体用于，使用卡尔曼滤波算法对所述测试信标的位置信息进行计算，获取所述信号发射时间时的所述测试信标的预测位置信息。
9.根据权利要求6所述的测试信标信号生成装置，其特征在于，所述编码模块具体用于，将所述测试信标的预测位置信息以及其他配置信息，以ADS-B目标位置报文形式编码，以形成所述测试信标信号。
10.根据权利要求6所述的测试信标信号生成装置，其特征在于，所述发射模块具体用于，在所述信号发射时间时，将所述编码后的测试信标信号进行二进制调制处理，并以预设调制频率将调制后的测试信标信号发送至相应的定位装置。
11.一种定位系统，其特征在于，包括至少一个测试信标信号生成装置以及一定位装置；
所述测试信标信号生成装置包括：
GPS信号接收器，用于按设定时间间隔，接收所述测试信标信号生成装置的卫星星历数据和校正参数，并根据所述卫星星历数据和校正参数，计算所述测试信标信号生成装置的位置信息；
数据存储器，用于对所述测试信标信号生成装置的位置信息进行存储操作；
定位数据处理器，用于获取所述测试信标信号生成装置的信号发射时间，并根据所述测试信标信号生成装置的位置信息以及预设的预测算法，计算所述信号发射时间时的所述测试信标信号生成装置的预测位置信息；其中所述测试信标信号生成装置的位置信息的获取时间均早于所述测试信标信号生成装置的信号发射时间；
信标信号发生器，用于将所述测试信标信号生成装置的预测位置信息编码为测试信标信号；并在所述信号发射时间时，将所述测试信标信号进行调制并通过相应射频信道发送至所述定位装置；以及
中央控制器，用于生成所述测试信标信号生成装置的信号发射时间；并对所述定位数据处理器、所述信标信号发生器进行触发以及配置变更。
12.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述GPS信号接收器通过差分GPS天线接收所述测试信标信号生成装置的卫星星历数据和校正参数。
13.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述测试信标信号生成装置还包括时钟卡，用于给所述中央控制器提供同步时钟。
14.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述信标发生器通过设定工作频率的全向天线，将所述测试信标信号发送至所述定位装置。
15.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述信标信号发生器具体用于，对所述测试信标信号生成装置的预测位置信息以及其他配置信息，以ADS-B目标位置报文形式编码，以形成所述测试信标信号。
16.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述定位数据处理器具体用于使用卡尔曼滤波算法对所述测试信标信号生成装置的位置信息进行计算，以获取所述信号发射时间时的所述测试信标信号生成装置的预测位置信息。
17.根据权利要求11所述的定位系统，其特征在于，所述定位装置根据所述测试信标信号的信号内容获取所述测试信标信号生成装置的预测位置信息，并根据所述测试信标信号获取所述测试信标信号生成装置的无线定位信息。
18.根据权利要求17所述的定位系统，其特征在于，所述定位装置根据所述测试信标信号生成装置的预测位置信息，以及所述测试信标信号生成装置的无线定位信息确定所述定位系统的工作参数和定位精度。
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