CN106019332B - 一种卫星定位信息生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星定位信息生成方法，包括：第一部分，控制和调整位置信息部分，通过移动终端或者键盘来实时地控制要发送的经纬度坐标信息；第二部分，定位信息生成部分，根据星历文件和需要发送的位置坐标信息，将相应的位置信息通过定位信息生成程序进行计算，然后生成二进制的数据包；第三部分，定位信息的发送部分，通过开源软件无线电平台和通用软件无线电外设来发射二进制数据包。本发明可以根据当前的实际需要，在保证定位稳定性和精度的情况下，实时的动态的改变要发射的位置定位信息。

Description

一种卫星定位信息生成方法

技术领域:

本发明属于通信安全领域，特别涉及一种卫星定位信息生成方法。

背景技术:

当前，定位信息生成技术一般存在着定位信息无法灵活的调整等问题。定位信息需要提前规划好，且在定位信息发射的过程中，无法动态的调整要发射的定位信息。而本发明所述的定位信息生成方法则可以解决这个问题。

开源软件无线电(例如：GNU-Radio)是免费的软件开发工具套件。它提供信号运行和处理模块，用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。例如GNU-Radio通常用来处理所有波形相关方面的处理，比如调制和解调。

通用无线电外设(例如：USRP、HackRF)是低成本的软件无线电设备。

本发明所述的卫星定位信息生成技术可以广泛应用于反恐、电子对抗、机场安防等领域。本发明主要是使用开源软件无线电和通用无线电外设，根据相应的控制信息和算法将位置信息转换成为相应的卫星定位信号，并通过卫星定位天线将信号发送出去。

发明内容

本发明提出了一种卫星定位信息生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据移动终端或者输入的控制信息，调整需要发射的经纬度信息；

步骤二：结合所述经纬度信息以及星历进行计算得到定位信息，然后生成所述定位信息的二进制数据包；

步骤三：利用开源软件定义无线电程序，将所述二进制数据包通过所述程序和通用无线电外设进行载波调制，最后通过天线发射所述二进制数据包。

所述控制信息是指从控制端发送到电脑端的一系列控制指令，包括：位置信息、方向控制命令、暂停命令和终止命令。

当控制信息为经纬度时，直接将位置信息传送给定位信息生成程序；

当控制信息为方向控制命令时，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前，会根据方向控制命令持续相应的位置信息，并将位置信息直接传送给定位信息生成程序；

当控制信息为暂停命令时，在遇到其他控制信息之前，只将当前正在发送的位置信息传送给定位信息生成程序；

当控制信息为终止命令时，结束整个程序。

本发明提出的所述卫星定位信息生成方法中，生成所述二进制数据包包括如下步骤：

步骤a1：初始化定位地点；

步骤a2：读取星历文件；

步骤a3：检测可见星，初始化接收时间，生成C/A码，初始化载波，生成数据帧和位，生成基带信号，初始化伪距和更新接收时间；

步骤a4：接收所述控制信息，若收到停止命令或者发送时长结束命令，则释放缓冲池结束运行；否则，则继续进行步骤a5；

步骤a5：刷新码相位和数据位计数器；

步骤a6：接收所述经纬度信息；

步骤a7：计算新坐标的伪距；

步骤a8：更新码相位和数据位计数器；

步骤a9：设置新的导航数据；

步骤a10：更新载波；

步骤a11：更新接收时间，将上述步骤所得到的数据以二进制的形式输出，之后直接返回步骤a4。

本发明提出的所述卫星定位信息生成方法中，所述的定位信息发送部分包括的特征在于：开源软件定义无线电接收定位信息生成程序所发送的二进制数据，然后将其实时发送到通用软件无线电外设，然后通过天线将信号发送出去。

本发明提出的所述卫星定位信息生成方法中，所述的移动终端包括：智能手机、平板电脑、便携式计算机。

本发明提出的所述卫星定位信息生成方法中，控制和调整位置信息部分所述的无线网络包括但不限于以下几种网络：WIFI、蓝牙。

本发明的有益效果在于：本发明所述的卫星定位信息生成技术主要是实现了实时的定位信息的生成以及发送，并且可以根据需要实时的调整要发送的定位信息。

附图说明

图1是本发明卫星定位信息生成技术的流程图；

图2是本发明定位信息生成部分的流程图。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。

本发明中有关的技术术语代表的含义如下：

RINEX格式：一种卫星定位系统数据测量的标准数据格式。RINEX格式文件即为星历文件。

如图1所示，本发明所述的一种卫星定位信息生成技术主要包括以下三个部分：控制和调整位置信息部分；定位信息生成部分；定位信息发送部分

第一部分，控制和调整位置信息部分：根据移动终端或者键盘输入的控制信息，调整要发射的经纬度信息；所述控制信息包括：位置信息、方向控制命令、暂停命令和终止命令。当控制信息为经纬度时，直接将位置信息传送给定位信息生成程序；当控制信息为方向控制命令时，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前，会根据方向控制命令持续相应的位置信息，并将位置信息直接传送给定位信息生成程序；当控制信息为暂停命令时，在遇到其他控制信息之前，只将当前正在发送的位置信息传送给定位信息生成程序；当控制信息为终止命令时，结束整个程序。

第二部分，定位信息生成部分：定位信息生成程序根据要发射的经纬度信息以及星历文件，进行计算，然后生成二进制数据包。

第三部分，定位信息发送部分：将定位信息生成部分所生成的二进制数据，通过开源软件定义无线电程序和通用无线电外设进行载波调制，然后通过天线发射出去。

所述的第一部分的作用就是实现将操作指令等控制信息从第一部分发送给第二部分的控制信息接收进程。其中，第二部分包括以下步骤：

A1、根据移动终端或者键盘获取要发射的位置信息或者操作命令，计算出所要发射的位置信息以及相应的操作指令；

A2、根据RINEX格式文件和需要发送的位置信息，对定位信息生成程序进程初始化，在初始化过程中依次进行检测可见星、初始化接收时间、生成C/A码、初始化载波、生成数据帧和位、生成基带信号、初始化伪距和更新接收时间等步骤；

A3、在完成初始化操作后，进入定位信息生成的重要阶段。本阶段是一个循环，每个循环生成0.1秒的卫星定位信息，并在生成完毕后立即将生成的二进制数据发送给定位信息发送程序。

在步骤A1中，根据实时的监控移动终端或者键盘所输入的控制信息，做出如下相应的反应：

B1、当控制信息为经纬度时，直接将位置信息传送给定位信息生成程序；

B2、当控制信息为方向控制命令时，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前，会根据方向控制命令持续相应的位置信息，并将位置信息直接传送给定位信息生成程序；

B3、当控制信息为暂停命令时，在遇到其他控制信息之前，只将当前正在发送的位置信息传送给定位信息生成程序；

B4、当控制信息为终止命令时，结束整个程序。

在A2所述的过程中，在循环判定阶段存在两种结束循环的情况：1、定位信息生成程序接收到控制信息接收进程发送过来的停止命令的时候；2、当达到预设的发送定位信息时间的上限。

在A2所述的循环包括以下步骤：

C1、每次循环的开始都会刷新码相位和数据位计数器；

C2、根据控制信息接收进程发送过来的位置信息重新计算伪距并更新码相位和数据位计数器；

C3、根据新的要发送的位置信息设置新的导航数据、更新载波；

C4、更新接收时间并输出二进制格式的定位数据。

结合具体实例，对卫星定位信息生成技术做以下具体说明。

在本发明的第一部分，控制和调整位置信息部分，在移动终端或者键盘输入的命令，被转换成相应的控制信息。具体的控制信息包括东西南北四个方向命令，暂停命令、停止命令以及经纬度信息。这些控制信息会被传送给定位信息生成部分的接收控制信息进程。

在本发明的第二部分，有两个进程，一个是接收控制信息进程；另一个是位置信息生成进程。这两个进程是并行的。

如图2所示，程序运行的开始，控制和调整位置信息部分会传送一条包含经纬度信息的位置信息，然后，接收控制信息进程会将这个位置信息直接传送给位置信息生成进程，位置信息被用来初始化定位地点。位置信息生成进程在接收到初始位置信息后需要读取RINEX格式文件，在这个过程中，会把星历文件的每一条卫星数据进行遍历，返回星历的个数，并将每个卫星的信息存储在eph[sv]数组中。然后进程定位生成程序的初始化。在初始化过程中依次进行检测可见星、初始化接收时间、生成C/A码、初始化载波、生成数据帧和位、生成基带信号、初始化伪距和更新接收时间等步骤。

检测可见星是根据星历文件中的卫星的信息，确定初始位置可以搜索到的卫星，并输出可见星的数量。

在初始化结束后，定位信息生成进程进入一个生成定位信息的循环。在这个循环中，首先执行的是操作是刷新码相位和数据位计数器；然后，定位信息生成进程读取控制信息接收进程发送过来的位置信息，并根据最新的位置信息计算出所需的伪距并更新码相位和数据位计数器，伪距的计算是根据星历数据、接收时间和要发射的位置信息计算，每个channel的新的新码相位和数据位是根据伪距等信息计算的；之后，定位信息生成进程会为定位数据设置新的导航数据和更新载波；最后，定位信息生成进程将更新接收时间并将二进制的定位数据输出给定位信息发送程序。

在程序运行的过程中，接收控制信息进程，实时的监控从移动终端或者键盘传输过来的数据，并根据这些数据，实时的更新要发送的位置信息，并将更新后的位置信息传送给，定位信息生成进程。

在本发明的第三部分，定位信息发送部分，就是将第二部分发送过来的二进制数据实时的发送出去。在整个系统运行过程中，第三部分与第二部分是并行的。

Claims (2)

1.一种卫星定位信息生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：根据移动终端或者输入的控制信息，调整需要发射的经纬度信息；

步骤二：结合所述经纬度信息以及星历进行计算得到定位信息，然后生成所述定位信息的二进制数据包；

其中，生成所述二进制数据包包括如下步骤：

步骤a1：初始化定位地点；

步骤a2：读取星历文件；

步骤a3：检测可见星，初始化接收时间，生成C/A码，初始化载波，生成数据帧和位，生成基带信号，初始化伪距和更新接收时间；

步骤a4：接收所述控制信息，若收到停止命令或者发送时长结束命令，则释放缓冲池结束运行；否则，则继续进行步骤a5；

步骤a5：刷新码相位和数据位计数器；

步骤a6：接收所述经纬度信息；

步骤a7：计算新坐标的伪距；

步骤a8：更新码相位和数据位计数器；

步骤a9：设置新的导航数据；

步骤a10：更新载波；

步骤a11：更新接收时间，将上述步骤所得到的数据以二进制的形式输出，之后直接返回步骤a4；

步骤三：利用开源软件定义无线电程序，实时地将所述二进制数据包通过所述程序和通用无线电外设进行载波调制，最后通过天线发射所述二进制数据包；

在整个系统运行过程中，所述步骤三与所述步骤二是并行的。

2.根据权利要求1所述的卫星定位信息生成方法，其特征在于，所述的移动终端包括：智能手机、平板电脑、便携式计算机。