CN108845341A - 一种gps定位系统的动态定位精度验收试验方法 - Google Patents

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宋伟
闫伟杰
袁兴军
余光其
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Abstract

本发明公开了一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，该方法结合火箭橇试验方法实现高速动态目标上的GPS定位系统动态精度测量及验收。该方法包括将GPS定位系统接收机固定在火箭滑车上；在火箭橇轨道的外侧布设凝视型高速摄像光学测量设备以及进行刻度标记；启动火箭滑车，采用凝视型高速摄像光学测量设备以每秒10万帧的帧频对火箭滑车进行录像；根据已知的凝视型高速摄像光学测量设备的大地测量成果、GPS定位系统接收机在火箭滑车上的位置及获取的录像信息计算GPS定位系统接收机的运动位置信息；按照时间对齐准则，将GPS定位系统接收机的运动位置信息与GPS定位系统确定的GPS定位系统接收机的定位位置信息进行对比，确定GPS定位系统的动态精度。

Description

一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法
技术领域
本发明涉及GPS定位系统精度检测技术领域，特别涉及一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法。
背景技术
GPS定位系统广泛应用于各种运动目标的定位中，包括空中运动目标、海上运动目标、陆上运动目标。
动态定位精度验收试验方法主要有模拟法、转盘法、闭合差法、静态法、双天线法。其中，转盘法是在陆上建造一个旋转盘，将用户接收机天线安装在旋转臂上，在旋转过程中实现动态定位。该转盘法实现原理是目标运动轨迹为已知圆，GPS定位系统测量得到的目标轨迹与已知圆比较可得到定位误差。转盘法虽然模拟了动态测量过程，体现了GPS定位系统的实际定位方式，精度可达厘米级，但转盘法的速度和加速度受到限制，当采用卡尔曼滤波法时，如果加速度过大，目标运动模型会产生较大差异，且也会因为用户接收机天线旋转过快造成信噪比下降，动态精度降低。另外，该转盘法对机械特性要求较高，为达到厘米级精度，旋转臂需要足够的强度，转轴齿轮间隙、震动因地的误差也需要严格控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，该方法通过火箭橇试验能够实现装载在高速(可达到0.5-3Ma)动态目标上的GPS定位系统动态精度测量及验收，且方法简单易于实施。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，所述动态定位精度验收试验方法，包括：
将GPS定位系统接收机固定在火箭滑车上，并确定所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置；
在火箭橇轨道的外侧进行刻度标记；
将凝视型高速摄像光学测量设备布设在所述火箭橇轨道的外侧并确定所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果；
启动所述火箭滑车；
采用所述凝视型高速摄像光学测量设备以每秒10万帧的帧频对在所述火箭橇轨道上的所述火箭滑车进行拍摄录像；
根据所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果、所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置以及所述凝视型高速摄像光学测量设备拍摄的录像信息，计算所述GPS定位系统接收机的运动位置信息；
按照时间对齐准则，将所述GPS定位系统接收机的运动位置信息与同一时刻下的GPS定位系统确定的所述GPS定位系统接收机的定位位置信息进行对比，确定所述GPS定位系统的动态精度。
可选的，所述火箭橇轨道外侧的相邻刻度的间隔为10cm。
可选的，所述刻度标记和所述凝视型高速摄像光学测量设备均设置在所述火箭橇轨道的同一侧。
可选的，所述凝视型高速摄像光学测量设备均匀的布设在所述火箭橇轨道的外侧。
可选的，相邻所述凝视型高速摄像光学测量设备之间的距离为50m。
可选的，所述凝视型高速摄像光学测量设备的绝对时间与所述GPS定位系统接收机的绝对时间的同步误差为10ns～1us。
可选的，所述动态定位精度验收试验方法适用于所述火箭滑车的加速段和平稳段。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，该方法包括：将GPS定位系统接收机固定在火箭滑车上，并确定所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置；在火箭橇轨道的外侧进行刻度标记；将凝视型高速摄像光学测量设备布设在所述火箭橇轨道的外侧并确定所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果；启动所述火箭滑车；采用所述凝视型高速摄像光学测量设备以每秒10万帧的帧频对在所述火箭橇轨道上的所述火箭滑车进行拍摄录像；根据所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果、所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置以及所述凝视型高速摄像光学测量设备拍摄的录像信息，确定所述GPS定位系统接收机的运动位置信息；按照时间对齐准则，将所述GPS定位系统接收机的运动位置信息与同一时刻下的GPS定位系统确定的所述GPS定位系统接收机的定位位置信息进行对比，确定所述GPS定位系统的动态精度。因此，采用本发明提供的方法能够实现装载在高速(可达到0.5-3Ma)动态目标上的GPS定位系统动态精度测量及验收，且方法简单易于实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
图1为本发明实施例GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法的流程示意图；
图2为本发明实施例GPS定位系统的动态定位精度验收试验装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，该方法通过火箭橇试验能够实现装载在高速(可达到0.5-3Ma)动态目标上的GPS定位系统动态精度测量及验收，且方法简单易于实施。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
火箭橇试验是用火箭推进的滑车对飞行器或设备进行高速、高加速度、高速气体作用和一些特殊环境的综合性试验
图1为本发明实施例GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法的流程示意图框图，图2为本发明实施例GPS定位系统的动态定位精度验收试验装置示意图。
参见图1和图2，本发明实施例提供的动态定位精度验收试验方法，具体包括以下步骤。
步骤101：将GPS定位系统接收机固定在火箭滑车上，并确定所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置。
步骤102：在火箭橇轨道的外侧进行刻度标记；其中，所述火箭橇轨道外侧的相邻刻度的间隔为10cm。
步骤103：将凝视型高速摄像光学测量设备布设在所述火箭橇轨道的外侧并确定所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果。其中，带有刻度标记的火箭橇轨道的一侧与和所述凝视型高速摄像光学测量设备布设的一侧为同一侧。所述凝视型高速摄像光学测量设备均匀的布设在所述火箭橇轨道的外侧。相邻所述凝视型高速摄像光学测量设备之间的距离为50m。
步骤104：启动所述火箭滑车，即带有GPS定位系统接收机的火箭滑车在火箭橇轨道上开始运动。
步骤105：采用所述凝视型高速摄像光学测量设备以每秒10万帧的帧频对在所述火箭橇轨道上的所述火箭滑车进行拍摄录像。10万帧的帧频可以保证火箭滑车在3Ma的运动速度条件下，在每个火箭滑车通过火箭橇轨道上的刻度时均能够进行记录。每一帧的距离约为1cm。
步骤106：根据所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果、所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置以及所述凝视型高速摄像光学测量设备拍摄的录像信息，计算所述GPS定位系统接收机的运动位置信息。
步骤107：按照时间对齐准则，将所述GPS定位系统接收机的运动位置信息与同一时刻下的GPS定位系统确定的所述GPS定位系统接收机的定位位置信息进行对比，确定所述GPS定位系统的动态精度。
所述凝视型高速摄像光学测量设备与所述GPS定位系统接收机均带有绝对时间，且绝对时间的同步误差一般在几十ns～1us。一般的，所述凝视型高速摄像光学测量设备的绝对时间与所述GPS定位系统接收机的绝对时间的同步误差为10ns～1us，时间同步误差满足精度要求。
本发明提供的所述动态定位精度验收试验方均能够验证火箭滑车在加速段和平稳段上的GPS定位系统动态精度，且无需复杂设备，动态精度高且易于实施。
本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。

Claims (7)

1.一种GPS定位系统的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述动态定位精度验收试验方法，包括：
将GPS定位系统接收机固定在火箭滑车上，并确定所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置；
在火箭橇轨道的外侧进行刻度标记；
将凝视型高速摄像光学测量设备布设在所述火箭橇轨道的外侧并确定所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果；
启动所述火箭滑车；
采用所述凝视型高速摄像光学测量设备以每秒10万帧的帧频对在所述火箭橇轨道上的所述火箭滑车进行拍摄录像；
根据所述凝视型高速摄像光学测量设备所在位置的大地测量成果、所述GPS定位系统接收机在所述火箭滑车上的位置以及所述凝视型高速摄像光学测量设备拍摄的录像信息，计算所述GPS定位系统接收机的运动位置信息；
按照时间对齐准则，将所述GPS定位系统接收机的运动位置信息与同一时刻下的GPS定位系统确定的所述GPS定位系统接收机的定位位置信息进行对比，确定所述GPS定位系统的动态精度。
2.根据权利要求1所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述火箭橇轨道外侧的相邻刻度的间隔为10cm。
3.根据权利要求1所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述刻度标记和所述凝视型高速摄像光学测量设备均设置在所述火箭橇轨道的同一侧。
4.根据权利要求1所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述凝视型高速摄像光学测量设备均匀的布设在所述火箭橇轨道的外侧。
5.根据权利要求4所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，相邻所述凝视型高速摄像光学测量设备之间的距离为50m。
6.根据权利要求1所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述凝视型高速摄像光学测量设备的绝对时间与所述GPS定位系统接收机的绝对时间的同步误差为10ns～1us。
7.根据权利要求1所述的动态定位精度验收试验方法，其特征在于，所述动态定位精度验收试验方法适用于所述火箭滑车的加速段和平稳段。
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