CN109782303B - 一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统 - Google Patents

一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统,该方法包括:连续获取GNSS卫星数据以及VDB数据;根据GNSS卫星数据和VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并记录为监测计算过程数据;对GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据进行解析;根据生成的可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,计算地基增强系统的各项性能指标测试值。本发明能够计算和评估被测试的地基增强系统的包括准确性、连续性、可用性和完好性在内的各项性能,为地基增强系统的适航取证和正常运行提供测试支持服务,有效消除飞行安全中存在的安全隐患。

Description

一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域,具体涉及一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统。
背景技术
地基增强系统(英文简称:GBAS),是卫星导航系统的重要组成部分,其工作原理是通过差分定位来提高卫星导航精度,并在此基础上增加了完好性监视算法,从而提高系统完好性、可用性、连续性等指标,使作用范围内具备相应能力的飞机获得达到I类精密进近甚至更高精密的位置信号,然后再引导飞机实施进近和着陆飞行。地基增强系统通过应用差分增强和完好性监测技术,可以满足民用航空精密进近着陆引导关于完好性、连续性和可用性的严格需求。
由于工作原理不同,传统导航设备的测试和评估工具无法用于地基增强系统的各项性能测试的评估。由于卫星导航设备直接为飞行器提供数据,如果设备本身存在缺陷,将对飞行安全有巨大安全隐患,因此需要对卫星导航设备进行严格的审定测试,急需一种可用的地基增强系统测试平台用于开展相关测试评估工作。
发明内容
本发明实施例提供一种地基增强系统的性能测试方法、装置及系统,以解决现有技术中传统导航设备的测试和评估工具无法用于地基增强系统的各项性能测试评估的问题。
第一方面,本发明实施例提供一种地基增强系统的性能测试方法,所述方法包括:
连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,所述GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
根据所述GNSS卫星数据和所述VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果记录为监测计算过程数据;
对所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。
第二方面,本发明实施例提供一种地基增强系统的性能测试装置,所述装置包括:
数据获取单元,用于连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,所述GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
数据处理单元,用于根据所述GNSS卫星数据和所述VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果记录为监测计算过程数据;
数据解析单元,用于对所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
性能测试单元,用于根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。
第三方面,本发明实施例提供一种地基增强系统的性能测试系统,所述系统包括:
GNSS接收机,用于获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据;
VDB接收机,用于获取地基增强系统输出的VDB数据;
以及,如上述第二方面所述的地基增强系统的性能测试装置,其分别与所述GNSS接收机和所述VDB接收机连接。
本发明实施例提供的地基增强系统的性能测试方法、装置及系统,通过对连续接收到的GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据进行处理和解析,并最终通过处理的解析后的数据分别计算和评估被测试的地基增强系统的包括准确性、连续性、可用性和完好性在内的各项性能,为地基增强系统的适航取证和正常运行提供测试支持服务,有效消除飞行安全中存在的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述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为本发明实施例提供的一种地基增强系统的性能测试方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种地基增强系统的性能测试装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种地基增强系统的性能测试系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种地基增强系统的性能测试方法,参照图1所示,该方法主要包括以下步骤:
101、连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
102、根据GNSS卫星数据和VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将差分定位结果、定位误差结果和保护级结果记录为监测计算过程数据;
103、对GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
104、根据可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。
步骤101中,通过GNSS接收机连续接收GNSS(Global Navigation SatelliteSystem,全球导航卫星系统)卫星输出的GNSS卫星数据,并通过VDB接收机连续接收地基增强系统输出的VDB(VHF Data Broadcast,甚高频数据广播)数据。其中,GNSS卫星数据不仅包括星历数据和历书数据,还包括测距源伪距和卫星钟差等数据;VDB数据不仅包括完好性数据,还包括符合RTCA DO-246D标准中规定的类型I、II、IV类电文和差分修正数据、机场信息、可用卫星信息以及最终进近阶段数据等。
另外,通过24小时连续记录的GNSS接收机接收的GNSS卫星数据,计算出精确到厘米级的天线相位点位置(在WGS-84坐标下)作为基准位置,以标识GNSS接收机的接收天线所处的纬度、经度、海拔高度信息,并将计算得到的结果进行保存。
在实际应用中,GNSS卫星数据和VDB数据被存储为文件,文件以二进制形式,按日为单位存储。
步骤102中,根据上述步骤接收到的GNSS卫星数据和VDB数据,通过模拟机载算法实时计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将这些结果打包记录为监测计算过程数据,可以方便后面的处理过程。
在实际应用中,监测计算过程数据被存储为文件,文件以二进制形式,按日为单位存储,主要包括每时刻卫星仰角、方位角、定位精度和保护级结果等。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤102可以按照如下方式具体实施:
1021、将GNSS卫星数据中的星历数据和VDB数据进行定位解算,计算得到差分定位结果;
1022、将差分定位结果与基准位置进行比较,计算得到定位误差结果;
1023、根据差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角和方位角以及VDB数据,计算得到保护级结果;
1024、将差分定位结果、定位误差结果和保护级结果依次进行同步、组合和打包操作,生成监测计算过程数据。
具体地,上述过程中,从GNSS卫星数据中得到星历数据,根据星历数据计算GNSS卫星的位置,进而计算伪距信息,再从VDB数据得到卫星的伪距差分修正数据和可用卫星信息,然后得到可用卫星差分修正后的伪距信息,通过可用卫星差分修正后的伪距信息来计算差分定位结果。
将得到的差分定位结果与上述定义的基准位置做比较,然后通过坐标系转换计算得到定位误差结果。其中,定位误差结果包括水平定位误差(HPE)和垂直定位误差结果(VPE)。
接着,根据GNSS卫星数据计算出GNSS卫星的位置,进而计算差分定位结果和GNSS卫星之间的仰角和方位角。然后提取VDB数据中的完好性数据,再结合差分定位结果和GNSS卫星之间的仰角和方位角,计算得到保护级结果。其中,保护级结果包括水平保护级结果和垂直保护级结果。
本实施例中所述的卫星的仰角是指在站心坐标系中,在用户位置处的观测矢量高出由东向和北向两轴所组成的水平面的角度,卫星的仰角又可称作高度角,一般用符号θ来表示。而卫星的方位角是指北向顺时针转到观测矢量在水平面内的投影方向上的角度,一般用符号α来表示,在定位导航领域中,卫星的仰角和卫星的方位角有着十分重要的作用,尤其是在测量误差方面扮演着重要的角色,更有利于卫星的精确定位。
最后,将上述计算得到的差分定位结果、定位误差结果和保护级结果依次进行同步、组合和打包操作,生成监测计算过程数据,可以方便后面的处理过程。
步骤103中,为方便后续的各项性能指标测试值的计算,需要将GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据解析为可读的明文数据。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤103可以按照如下方式具体实施:
将GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据分别依次进行提取、拆包、数据项分类、数据项校验和数据格式排列操作,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据。
具体地,依次读取到GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据后,根据数据类型调用不同的解析方式,对各类型数据分别依次进行提取、拆包、数据项分类、数据项校验和数据格式排列这几项操作,最终生成并保存为可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,这些数据均为可读的明文数据。
在步骤104中,根据上述解析得到的各种明文数据,即可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,来分别计算地基增强系统的各项性能指标测试值,包括准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤104中计算地基增强系统的准确性指标测试值时,可以按照如下方式具体实施:
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果,统计定位误差结果的累积概率分布、均值和方差并绘制定位误差结果随时间变化的定位误差变化图;
根据差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角,以及可读的VDB数据计算每个仰角在区间内的地面精度指示并绘制地面精度指示图;
根据定位误差变化图和地面精度指示图,计算准确性指标测试值。
具体地,地基增强系统的准确性指标包括定位误差和地面精度指示,分别计算出定位误差测试值和地面精度指示测试值后,可以最终计算出准确性指标测试值。
在对定位误差进行计算时,提取可读的监测计算过程数据中的定位误差结果,然后将其与基准位置相比较,就可以得到定位结果在水平方向和垂直方向上的误差,再通过统计定位误差结果的累积概率分布、均值和方差,并绘制定位误差结果随时间变化的定位误差变化图来监视定位误差结果是否满足一类精密进近的误差要求,即水平方向定位误差<16m,垂直方向定位误差<4m,最终根据统计结果来计算定位误差测试值。
在对地面精度指示进行计算时,根据可读的GNSS卫星数据计算卫星的仰角,然后根据可读的VDB数据中的完好性数据来计算每个卫星的仰角在区间内的地面精度指示,最终通过构建地面精度指示图来得出地面精度指示测试值。
最后,根据由定位误差变化图得出的定位误差测试值和由地面精度指示图得出的地面精度指示测试值,来计算准确性指标测试值。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤104中计算地基增强系统的连续性指标测试值时,可以按照如下方式具体实施:
根据可读的VDB数据计算得到的不连续事件数,以及可读的VDB数据的持续时间,计算连续性指标测试值。
具体地,连续性即指VDB信号传输过程中的非计划中断,即3秒或3秒以上的时间区间内无VDB信号传输,则定义为一个不连续事件。
通过统计连续3秒不可用的可读的VDB数据的次数作为不连续事件数,然后根据计算可读的VDB数据中的首尾时间戳来计算可读的VDB数据的持续时间,最终根据不连续事件数和VDB数据的持续时间计算连续性指标测试值。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤104中计算地基增强系统的可用性指标测试值时,可以按照如下方式具体实施:
根据已知的规定历书数据计算得到的长期保护级结果,计算长期可用性测试值;
根据可读的GNSS卫星数据中的历书数据计算得到的当前保护级结果,计算当前可用性测试值;
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果之间的关系,计算真实可用性测试值;
根据长期可用性测试值、当前可用性测试值和真实可用性测试值,计算可用性指标测试值。
具体地,可用性定义为地基增强系统的地面设备可以为机载设备提供进近服务,可用性表现为系统可以用于导航的概率。系统可用意味着所有允许进近的条件都要满足,这些条件包括了系统的准确性、完好性及连续性,当这三项指标均达到要求时,则认为系统可用。
进一步地,可用性指标包括长期可用性、当前可用性和真实可用性,分别计算出长期可用性测试值、当前可用性测试值和真实可用性测试值后,可以最终计算出可用性指标测试值。
长期可用性是指空间信号对将要实施精密进近的任何飞机都是可用的概率。计算长期可用性测试值时,首先根据已知的规定的历书数据计算每个时间点星座中各个GNSS卫星的位置,根据GNSS卫星的位置计算200英尺的决断高度点与星座中每颗卫星的仰角;然后通过仰角计算当前时刻的垂直保护级VPL,并将计算出的垂直保护级VPL与垂直保护级门限VAL相比较,如果VPL小于VAL就记为可用;在至少考虑在1-2颗卫星出现故障的不可用情况下,最终统计计算长期可用性测试值。
当前可用性指系统预测该时刻进近服务可用,且飞机在目的地点接收调遣后能完成进近。计算当前可用性测试值时,首先根据可读的GNSS卫星数据中的历书数据在特定参数条件下计算每个时间星座中各个GNSS卫星的位置,根据卫星位置计算基准位置与星座中每颗GNSS卫星的仰角;然后通过仰角计算每个时刻的垂直保护级(VPL)和水平保护级(HPL);比较计算的保护级与标准规定的保护级门限VAL和HAL,如果HPL≥HAL或VPL≥VAL,则记为当前不可用,最终统计当前不可用时长计算得到当前可用性测试值。
真实可用性指统计当前设备运行一段时间后所记录的真实数据,得到该时间段的可用服务数据的百分比,即VPL≤VAL且HPL≤HAL的数据在总数据中的占比。计算真实可用性测试值时,首先比较可读的监测计算过程数据中的保护级结果中的垂直保护级(VPL)和水平保护级(HPL)与标准规定的保护级门限(VAL和HAL),如果垂直保护级VPL≤VAL且水平保护级HPL≤HAL,则记为真实不可用,最终通过统计真实不可用时长计算得到真实可用性测试值。
最后,根据上述计算出来的长期可用性测试值、当前可用性测试值和真实可用性测试值,计算可用性指标测试值。
优选地,在一种可能的实现方式中,步骤104中计算地基增强系统的完好性指标测试值时,可以按照如下方式具体实施:
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果,绘制斯坦福图;
根据落入斯坦福图中HMI区域点的个数,计算完好性指标测试值。
具体地,完好性分析主要通过HMI(Hazardously Misleading Information,危险误导信息)统计来判断设备的服务性能是否满足完好性指标要求。
完好性性能要求水平保护级(HPL)以一定的概率(由完好性风险决定,即HMI的出现频率)对水平定位误差(HPE)实现包络;垂直保护级(VPL)以一定的概率对垂直定位误差(VPE)实现包络。如果计算的HPE/VPE超出HPL/VPL,则认为出现完好性风险。当地基增强系统中的HMI引起飞机的位置误差超过告警门限而没有告警时,则认为出现完好性风险事件。
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果中的水平定位误差(HPE)和垂直定位误差(VPE)、保护级结果中的水平保护级(HPL)和垂直保护级(VPL)以及标准规定的保护级门限(HAL和VAL),然后比较三者的关系,如果HPL<HAL<HPE且VPL<VAL<VRE,则认为该点落入HMI区域,最终通过统计落入HMI区域点的个数计算得到完好性指标测试值。
优选地,在步骤104之后,还包括:
105、将准确性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值通过性能统计图表进行展示,性能统计图表包括用于展示准确性指标测试值的GAD图和精度统计图表以及用于展示可用性指标测试值和完好性指标测试值的误差和保护级关系图。
步骤105中,通过性能统计图表向用户展示准确性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值,使用户可以更加直观地看到地基增强系统的各项性能。
其中,GAD(Ground Accuracy Designation)图和精度统计图表以图表形式向用户展示一段时间内地基增强系统的GAD统计结果以及计算出的定位误差结果、保护级结果和保护级门限随时间的变化图,用于评估地基增强系统的准确性指标。误差和保护级关系图以图表形式向用户展示一段时间内地基增强系统的误差和保护级关系,用于评估地基增强系统的完好性指标和可用性指标中的真实可用性。
需要说明的是,对于上述方法的实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作并不一定是本发明所必须的。
基于同一发明构思,本发明实施例公开了一种地基增强系统的性能测试装置,参照图2所示,该装置主要包括:
数据获取单元21,用于连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
数据处理单元22,用于根据GNSS卫星数据和VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将差分定位结果、定位误差结果和保护级结果记录为监测计算过程数据;
数据解析单元23,用于对GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
性能测试单元24,用于根据可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。
优选地,数据处理单元22具体用于:
将GNSS卫星数据中的星历数据和所述VDB数据进行定位解算,计算得到差分定位结果;
将差分定位结果与基准位置进行比较,计算得到定位误差结果;
根据差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角和方位角以及VDB数据,计算得到保护级结果;
将差分定位结果、定位误差结果和保护级结果依次进行同步、组合和打包操作,生成监测计算过程数据。
优选地,数据解析单元23具体用于:
将GNSS卫星数据、VDB数据和监测计算过程数据分别依次进行提取、拆包、数据项分类、数据项校验和数据格式排列操作,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据。
优选地,性能测试单元24具体用于:
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果,统计定位误差结果的累积概率分布、均值和方差并绘制定位误差结果随时间变化的定位误差变化图;
根据差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角,以及可读的VDB数据计算每个仰角在区间内的地面精度指示并绘制地面精度指示图;
根据定位误差变化图和地面精度指示图,计算准确性指标测试值。
优选地,性能测试单元24还具体用于:
根据可读的VDB数据计算得到的不连续事件数,以及可读的VDB数据的持续时间,计算连续性指标测试值。
优选地,性能测试单元24还具体用于:
根据已知的规定历书数据计算得到的长期保护级结果,计算长期可用性测试值;
根据可读的GNSS卫星数据中的历书数据计算得到的当前保护级结果,计算当前可用性测试值;
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果之间的关系,计算真实可用性测试值;
根据长期可用性测试值、当前可用性测试值和真实可用性测试值,计算可用性指标测试值。
优选地,性能测试单元24还具体用于:
根据可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果,绘制斯坦福图;
根据落入斯坦福图中HMI区域点的个数,计算完好性指标测试值。
优选地,还包括图表展示单元,具体用于:
将准确性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值通过性能统计图表进行展示,性能统计图表包括用于展示准确性指标测试值的GAD图和精度统计图表以及用于展示可用性指标测试值和完好性指标测试值的误差和保护级关系图。
需要说明的是,本发明实施例提供的地基增强系统的性能测试装置与前述实施例所述的地基增强系统的性能测试方法属于相同的技术构思,其具体实施过程可参照前述实施例中对方法步骤的说明,在此不再赘述。
基于同一发明构思,本发明实施例公开了一种地基增强系统的性能测试系统,参照图3所示,该系统主要包括:
GNSS接收机31,用于获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据;
VDB接收机32,用于获取地基增强系统输出的VDB数据;
以及,如上述实施例中所述的地基增强系统的性能测试装置33,其分别与GNSS接收机31和VDB接收机32连接。
本发明实施例提供的地基增强系统的性能测试方法、装置及系统,通过对连续接收到的GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据进行处理和解析,并最终通过处理的解析后的数据分别计算和评估被测试的地基增强系统的包括准确性、连续性、可用性和完好性在内的各项性能,为地基增强系统的适航取证和正常运行提供测试支持服务,有效消除飞行安全中存在的安全隐患。
本领域技术人员可以理解,实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤,而前述的存储介质包括ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地基增强系统的性能测试方法,其特征在于,所述方法包括:
连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,所述GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
根据所述GNSS卫星数据和所述VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果记录为监测计算过程数据;
对所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值;其中,计算地基增强系统的准确性指标测试值时,具体包括:根据所述可读的监测计算过程数据中的定位误差结果,统计所述定位误差结果的累积概率分布、均值和方差并绘制所述定位误差结果随时间变化的定位误差变化图;根据所述差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角,以及所述可读的VDB数据计算每个所述仰角在区间内的地面精度指示并绘制地面精度指示图;根据所述定位误差变化图和所述地面精度指示图,计算所述准确性指标测试值;计算地基增强系统的完好性指标测试值时,具体包括:根据所述可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果,绘制斯坦福图;根据落入所述斯坦福图中HMI区域点的个数,计算所述完好性指标测试值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述GNSS卫星数据和所述VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果记录为监测计算过程数据,具体包括:
将所述GNSS卫星数据中的星历数据和所述VDB数据进行定位解算,计算得到所述差分定位结果;
将所述差分定位结果与基准位置进行比较,计算得到所述定位误差结果;
根据所述差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角和方位角以及所述VDB数据,计算得到所述保护级结果;
将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果依次进行同步、组合和打包操作,生成所述监测计算过程数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据,具体包括:
将所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别依次进行提取、拆包、数据项分类、数据项校验和数据格式排列操作,生成所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,计算地基增强系统的连续性指标测试值时,具体包括:
根据所述可读的VDB数据计算得到的不连续事件数,以及所述可读的VDB数据的持续时间,计算所述连续性指标测试值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,计算地基增强系统的可用性指标测试值时,具体包括:
根据已知的规定历书数据计算得到的长期保护级结果,计算长期可用性测试值;
根据所述可读的GNSS卫星数据中的历书数据计算得到的当前保护级结果,计算当前可用性测试值;
根据所述可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果之间的关系,计算真实可用性测试值;
根据所述长期可用性测试值、所述当前可用性测试值和所述真实可用性测试值,计算所述可用性指标测试值。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值之后,还包括:
将所述准确性指标测试值、所述可用性指标测试值和所述完好性指标测试值通过性能统计图表进行展示,所述性能统计图表包括用于展示所述准确性指标测试值的GAD图和精度统计图表以及用于展示所述可用性指标测试值和所述完好性指标测试值的误差和保护级关系图。
7.一种地基增强系统的性能测试装置,其特征在于,所述装置包括:
数据获取单元,用于连续获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据以及地基增强系统输出的VDB数据,所述GNSS卫星数据包括星历数据和历书数据;
数据处理单元,用于根据所述GNSS卫星数据和所述VDB数据分别计算差分定位结果、定位误差结果和保护级结果,并将所述差分定位结果、所述定位误差结果和所述保护级结果记录为监测计算过程数据;
数据解析单元,用于对所述GNSS卫星数据、所述VDB数据和所述监测计算过程数据分别进行解析,生成可读的GNSS卫星数据、可读的VDB数据和可读的监测计算过程数据;
性能测试单元,用于根据所述可读的GNSS卫星数据、所述可读的VDB数据和所述可读的监测计算过程数据,分别计算地基增强系统的准确性指标测试值、连续性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值;其中,计算地基增强系统的准确性指标测试值时,具体用于:根据所述可读的监测计算过程数据中的定位误差结果,统计所述定位误差结果的累积概率分布、均值和方差并绘制所述定位误差结果随时间变化的定位误差变化图;根据所述差分定位结果与GNSS卫星之间的仰角,以及所述可读的VDB数据计算每个所述仰角在区间内的地面精度指示并绘制地面精度指示图;根据所述定位误差变化图和所述地面精度指示图,计算所述准确性指标测试值;计算地基增强系统的完好性指标测试值时,具体用于:根据所述可读的监测计算过程数据中的定位误差结果和保护级结果,绘制斯坦福图;根据落入所述斯坦福图中HMI区域点的个数,计算所述完好性指标测试值。
8.一种地基增强系统的性能测试系统,其特征在于,所述系统包括:
GNSS接收机,用于获取GNSS卫星输出的GNSS卫星数据;
VDB接收机,用于获取地基增强系统输出的VDB数据;
以及,如权利要求7所述的地基增强系统的性能测试装置,其分别与所述GNSS接收机和所述VDB接收机连接。
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