CN111596319B - 一种地形遮挡对gnss干扰源作用区域影响的高效仿真算法 - Google Patents

一种地形遮挡对gnss干扰源作用区域影响的高效仿真算法 Download PDF

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CN111596319B CN202010420915.3A CN202010420915A CN111596319B CN 111596319 B CN111596319 B CN 111596319B CN 202010420915 A CN202010420915 A CN 202010420915A CN 111596319 B CN111596319 B CN 111596319B
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Abstract

本发明提供一种地形遮挡对GNSS干扰源作用区域影响的高效仿真算法，首先确定GNSS干扰源数目以及各GNSS干扰源的位置坐标以及配置参数；接着根据各GNSS干扰源的配置参数，确定各GNSS干扰源的待分析区域；然后在各GNSS干扰源的待分析区域内，采用基于参考面可视域分析方法对各GNSS干扰源的待分析区域内的每个目标点进行受干扰情况判断，得到各GNSS干扰源作用区域；最后按照经纬度拼接所有GNSS干扰源作用区域得到受地形遮挡影响的多GNSS干扰源作用区域。本发明在保证计算准确度的前提下，解决了传统采用基于视线可视域分析算法来分析地形遮挡对GNSS干扰源影响中计算时间长的问题。

Description

一种地形遮挡对GNSS干扰源作用区域影响的高效仿真算法
技术领域
本发明涉及GNSS干扰源优化部署技术领域，更具体地涉及地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法、介质及系统。
背景技术
在卫星导航对抗效能的仿真中，需要计算真实地理环境的地形遮挡对GNSS干扰源作用区域的影响。GNSS干扰源作用区域不仅受到其发射功率、发射天线增益等自身参数的影响，还会受到真实的大气、地球曲率、地形等环境的影响。GNSS干扰源自身参数、接收机参数与地球曲率决定着GNSS干扰源的最大作用区域，其地表二维显示为圆形，但是在考虑真实地形遮挡后，其作用区域将为不规则形状。
可视域分析是研究地形遮挡对GNSS干扰源作用区域影响的常用方法，通常情况下采用基于视线可视域分析方法对区域进行受干扰情况判断，但是该方法的计算量较大，当区域较大时则计算耗时将较长。因此在保证准确性的前提下，如何降低计算复杂度，减少地形遮挡影响下GNSS干扰源作用区域的计算时间是急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明提出了一种地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法、介质及系统。
为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：
地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，包括：
S1.确定GNSS干扰源数目以及各GNSS干扰源的位置坐标以及配置参数。
S2.根据各GNSS干扰源的配置参数，确定各GNSS干扰源的待分析区域。
S3.在各GNSS干扰源的待分析区域内，采用基于参考面可视域分析方法对各GNSS干扰源的待分析区域内的每个目标点进行受干扰情况判断，得到各GNSS干扰源作用区域。
S4.按照经纬度拼接所有GNSS干扰源作用区域得到受地形遮挡影响的多GNSS干扰源作用区域。
本发明中，GNSS干扰源的配置参数包括GNSS干扰源的自身高度、干扰源频率、干扰信号波长、发射天线增益、接收天线增益、接收机抗干扰能力干信比、接收信号功率和干扰源发射功率。
本发明中，S2中，对于任一GNSS干扰源通过以下方法确定其待分析区域：通过对比GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离和GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离，取其中较小的值作为GNSS干扰源的最大作用距离，GNSS干扰源的待分析区域即以GNSS干扰源为圆心、GNSS干扰源的最大作用距离为半径的区域。
其中，对于任一GNSS干扰源，通过下式计算GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离：
Figure GDA0003944934090000021
上式中：dsi表示第i个GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离；λi表示第i个GNSS干扰源的干扰信号波长；GTi表示第i个GNSS干扰源的发射天线增益；GRi表示接收天线增益；MJi表示接收机抗干扰能力干信比；PSi表示接收信号功率PSi；PJTi表示第i个GNSS干扰源的发射功率。
对于任一GNSS干扰源，通过下式计算GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离；
Figure GDA0003944934090000031
上式中设定地球为均匀球体其半径为R；dearth i表示第i个GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离；HIFi＝hi+HSi，HIFi表示第i个GNSS干扰源的高度，HSi为第i个GNSS干扰源所在位置的实际地形高程值，hi为第i个GNSS干扰源的自身高度。
本发明S3中，对于任一GNSS干扰源，通过以下步骤获得其GNSS干扰源作用区域：
(1)采用规则DEM格网将GNSS干扰源的待分析区域进行二维行列划分，GNSS干扰源的待分析区域划分为多个单元网格，GNSS干扰源对应DEM格网的中心网格点，DEM格网的每个网格点对应待分析区域内的一个目标点。
(2)以GNSS干扰源为原点，将待分析区域用正北、西北、正西、西南、正南、东南、正东及东北这八个方向线划分为八个区域块。
(3)对于位于八个方向线上的目标点，根据目标点与GNSS干扰源之间的距离，按照由近及远的判断顺序对各目标点进行受干扰情况判断。
GNSS干扰源以及与距离GNSS干扰源仅一个单元网格的八个方向线上的目标点均赋值为1，代表受干扰。接下来，对距离GNSS干扰源2个以及2个以上单元网格的八个方向线上的目标点进行受干扰情况判断，方法如下：
在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，对于方向线上当前待进行受干扰情况判断的目标点Om，该目标点的实际高程值为
Figure GDA0003944934090000041
与目标点Om相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的一个网格点即为目标点Om的辅助网格点rp，辅助网格点rp对应的实际高程值是考虑地形遮挡后此点可受干扰的最小高程，即为该网格点的可视高程值visual_Hrp。
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，连接GNSS干扰源与目标点Om的辅助网格点rp并延长，计算目标点Om在该直线上投影的垂直高程值
Figure GDA0003944934090000042
若
Figure GDA0003944934090000043
则目标点Om受到干扰，赋值为1，且目标点Om的可视高程值
Figure GDA0003944934090000044
若
Figure GDA0003944934090000045
则目标点Om不会受到干扰，赋值为0，且该点的可视高程值
Figure GDA0003944934090000046
(4)对位于八个区域块内的目标点，根据目标点与GNSS干扰源之间的距离，按照由近及远的判断顺序对各目标点进行受干扰情况判断。
距离GNSS干扰源仅一个单元网格的八个区域块内的目标点均赋值为1，代表受干扰。接下来，对距离GNSS干扰源2个以及2个以上单元网格的八个区域块内的目标点进行受干扰情况判断，方法如下：
在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，对于区域块内当前待进行受干扰情况判断的目标点On，该目标点的实际高程值为
Figure GDA0003944934090000047
与目标点On相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的两个网格点即为目标点On的两个辅助网格点rp1与rp2，辅助网格点rp1与rp2对应的实际高程值即为辅助网格点rp1与rp2的可视高程值visual_Hrp1和visual_Hrp2。
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，GNSS干扰源与目标点On的两个辅助网格点在空间中确定一个平面，计算目标点On在该平面上投影的垂直高程值
Figure GDA0003944934090000051
若
Figure GDA0003944934090000052
则目标点On受到干扰，且目标点的可视高程值
Figure GDA0003944934090000053
若
Figure GDA0003944934090000054
则目标点On不会受到干扰，且目标点On的可视高程值
Figure GDA0003944934090000055
另外，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行上述地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法的步骤。
本发明还提供一种计算机系统，包括机体与设在机体内的机载电路板，所述机载电路板上设有处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法的步骤。
本发明具有以下技术效果：
本发明解决了传统采用基于视线可视域分析算法来分析地形遮挡对GNSS干扰源影响中计算时间长的问题。本发明引入基于参考面的可视域分析理论对真实地形遮挡下GNSS干扰源的作用范围进行分析，提出了一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰源作用区域计算方法。
本发明利用干扰源与目标点附近可视高程值对应的辅助网格点建立参考面，通过目标点实际高程值与参考面映射高程值判断目标点的受干扰情况，避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算，降低了计算复杂度，减少计算时间，可广泛应用于干扰源优化部署、战场环境仿真分析等卫星导航对抗效能的仿真中。
附图说明
图1是受地球曲率影响的GNSS干扰源作用距离示意图；
图2是基于参考面的可视域分析算法基本原理图；
图3是实施例1的流程图；
图4是GNSS干扰源最大作用区域划分示意图；
图5是方向线上目标点及其对应辅助网格点的示意图；
图6是区域块内目标点及其对应辅助网格点的示意图；
图7是采用传统基于视线可视域分析的GNSS干扰源作用区域计算方法得到的三个GNSS干扰源受地形遮挡影响的综合作用区域结果图。
图8是采用本发明实施例1所提供的GNSS干扰源作用区域计算方法得到的三个GNSS干扰源受地形遮挡影响的综合作用区域结果图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
影响GNSS干扰源作用区域主要有三个因素：自由空间传播损耗、地球曲率以及地形遮挡。本发明综合考虑这三种因素，提出了一种新的受地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其是一种基于参考面可视域分析的GNSS干扰源作用区域计算方法。
假定GNSS干扰源在自由空间中传播，且不考虑地形与地球曲率的影响，则传播模型为
Figure GDA0003944934090000071
其中PJR为接收机收到的干扰信号功率，PJT为GNSS干扰源的发射功率，GT、GR分别为GNSS干扰源的发射天线增益和接收机的接收天线增益，d为GNSS干扰源与接收机之间距离，λ为干扰信号波长。在实际的场景中，不同GNSS接收机具有不同的抗干扰能力MJ(dB)，若接收机收到的干扰功率与信号功率PS之比大于MJ，则该接收机被干扰，即
PJR(dB)-PS(dB)>MJ(dB)
因此，在自由空间传播下，GNSS干扰源的最大作用距离为
Figure GDA0003944934090000072
地球为球体，若不考虑自由空间损耗与其他环境的影响，GNSS干扰源的作用区域也是有边界的，图1则描述了受地球曲率影响的GNSS干扰源作用距离。假定地球为均匀球体其半径为R，当GNSS干扰源的高度为HIF时，其最大作用距离为
Figure GDA0003944934090000073
前两种因素计算结果中的最小值决定了干扰源的最大作用距离，以GNSS干扰源为圆心，最大作用距离为半径的圆就是GNSS干扰源对地表的最大作用区域。
但GNSS干扰源在传播时会受到地形的遮挡，形成干扰盲区，因此需要对GNSS干扰源进行地形可视域分析计算,通常情况下，采用基于视线的可视域分析方法。视线是指视点(干扰源)与目标点间的连通线，在计算时视线与地形相交形成地形剖面，在该剖面上进行可视性的分析，然后视线扫描整个区域完成可视域分析。大致原理是首先在视线上进行采样，之后通过插值计算得到各个采样点的实际地形高程值，再依次对比视线上采样点的实际地形高程值与采样点在该视线上的高程值，若存在某一采样点的实际地形高程值超过视线高程值则该目标点不可见(不受干扰)。由于这种方法需要对多个采样点进行插值计算，当待分析区域较大时计算量大、耗时长。
基于参考面的可视域分析方法脱离了视线，是基于规则数字高程模型(DigitalElevation Model,DEM)的地形高程数据产生的，不用插值计算。图2描述了基于参考面的可视域分析算法原理，规则DEM格网将区域进行二维行列划分，其实际地形高程值存储在二维矩阵中，GNSS干扰源为S，其实际地形高程值为HS；待分析目标点为O，其实际地形高程值为HO；辅助网格点rp1与rp2是目标点周围八个网格点中离干扰源S最近的两个网格点，且其高程值是考虑地形遮挡后此点可受干扰的最小高程，称之为可视高程值，分别为visual_Hrp1、visual_Hrp2。GNSS干扰源和两个辅助网格点rp1、rp2构成一个参考面，若目标点O在该参考面上投影的垂直高程值plane_HO高于其实际地形高程值HO，则点O不受干扰，且点O的可视高程值visual_HO设为plane_HO，否则点O受干扰，且O的可视高程值visual_HO设为HO。在GNSS干扰源的最大作用区域内，由源向外，对所有DEM网格点依次用该方法进行受干扰情况判断，可以得到受地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域。由此可以看出，每次进行目标点的受干扰情况判断后，都会得到该点的可视高程值，这些值可以组成一个新的二维矩阵，称之为辅助格网visual_H，其具有与DEM相同的格网结构，只是存储的高程值不同，辅助格网存储的可视高程值保留了前面计算得到的可视信息。因此，利用该方法进行受干扰情况的判断时，对于每个目标点，只需利用干扰源与两个辅助网格点组成的参考面进行判断一次，且不用在判断过程中进行插值计算，于是相比传统的基于视线的可视域分析方法来讲，这种方法将大大缩减了计算时间。
下面结合具体实施例对本发明提供的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法的具体操作进行详细介绍。本实施例的流程如图3所示，考虑GNSS干扰源的自由传播损耗、地球曲率与地形遮挡影响下的作用范围，基于参考面可视域分析的GNSS干扰源作用区域计算方法，包括以下步骤：
步骤S1，确定并存储GNSS干扰源参数，所述的GNSS干扰源参数包括：GNSS干扰源个数Num，每个GNSS干扰源位置坐标pos_Si(维度Bi,经度Li)与配置参数param_Si，i＝1,2…,Num。
配置参数param_Si包括GNSS干扰源的自身高度hi,干扰源频率fi,干扰信号波长λi，发射天线增益GTi,接收天线增益GRi,接收机抗干扰能力干信比MJi,接收信号功率PSi,干扰源发射功率PJTi。
步骤S2，计算各GNSS干扰源的待分析区域objDistrictmaxi；
S201：计算各GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离dsi；
Figure GDA0003944934090000091
S202：计算GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离dearth i；
Figure GDA0003944934090000101
其中设定地球为均匀球体其半径为R；HIFi＝hi+HSi，HSi为干扰源所在位置的实际地形高程值。
S203：分别对比每个GNSS干扰源的dsi与dearth i，取其中较小的值作为对应GNSS干扰源的最大作用距离dmaxi，并由此得到各GNSS干扰源的待分析区域objDistrictmaxi(经纬度范围)，将所有GNSS干扰源的待分析区域存储在数组array_objDistrict中。
步骤S3，在各GNSS干扰源的待分析区域objDistrictmaxi内，采用基于参考面可视域分析方法对待分析区域objDistrictmaxi内的每个目标点进行受干扰情况判断，得到各GNSS干扰源作用区域。
S301：读取第i个GNSS干扰源待分析区域objDistrictmaxi的DEM数据，得到第i个GNSS干扰源待分析区域objDistrictmaxi的实际地形高程值集合data_DEMi；
S302：初始化辅助格网visual_H和受干扰判断结果矩阵result_districti。其中，GNSS干扰源以及与GNSS干扰源距离仅一个单元网格的8个目标点的可视高程值为其实际高程值。设0代表不受干扰，1代表受干扰，GNSS干扰源以及与GNSS干扰源距离仅一个单元网格的8个目标点的赋值为1。
S303：参照图4，以GNSS干扰源为原点，将待分析区域objDistrictmaxi用正北、西北、正西、西南、正南、东南、正东及东北方向线划分为八个区域块。
S304：首先对八个方向线上的目标点(网格点)进行受干扰情况判断，由源(源即GNSS干扰源)而外呈“回”字型，即先对距离GNSS干扰源2个单元网格的八个方向线上的8个点进行受干扰情况判断(0代表不受干扰，1代表受干扰)，然后再对距离为3个网格点的8个方向线上目标点进行判断，以此类推，直到所有方向线上的点判断完成，结果保存在result_districti。注意：由于目标点在方向线上，辅助网格点只有一个，因此参考面化简为参考线。
具体受干扰情况判断过程如下：参照图5，在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，选取目标点Om，通过实际地形高程值集合data_DEMi得到该目标点的实际高程值
Figure GDA0003944934090000111
与目标点Om相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的一个网格点即为目标点Om的辅助网格点rp，辅助网格点rp对应的实际高程值是考虑地形遮挡后此点可受干扰的最小高程，即为该网格点的可视高程值visual_Hrp。
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，连接GNSS干扰源与目标点Om的辅助网格点rp并延长，计算目标点Om在该直线上投影的垂直高程值
Figure GDA0003944934090000112
若
Figure GDA0003944934090000113
则目标点Om受到干扰，矩阵result_districti相对应的位置赋值为1，且目标点Om的可视高程值
Figure GDA0003944934090000114
若
Figure GDA0003944934090000115
，则目标点Om不会受到干扰，矩阵result_districti相对应的位置赋值为0，且该点的可视高程值
Figure GDA0003944934090000116
S304：再对八个区域块内的目标点(网格点)由源而外，逐次进行受干扰情况判断，结合步骤S303中得到的方向线上各目标点的判断结果，可得到受地形遮挡影响的该GNSS干扰源作用区域result_districti；
具体受干扰情况判断过程如下：参照图6，在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，选取目标点On，该目标点的实际高程值为
Figure GDA0003944934090000121
与目标点On相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的两个网格点即为目标点On的两个辅助网格点rp1与rp2，辅助网格点rp1与rp2对应的实际高程值即为辅助网格点rp1与rp2的可视高程值visual_Hrp1和visual_Hrp2。
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，GNSS干扰源与目标点On的两个辅助网格点在空间中确定一个平面，计算目标点On在该平面上投影的垂直高程值
Figure GDA0003944934090000122
若
Figure GDA0003944934090000123
则目标点On受到干扰，矩阵result_districti相对应的位置赋值为1，且目标点的可视高程值
Figure GDA0003944934090000124
若
Figure GDA0003944934090000125
，则目标点On不会受到干扰，矩阵result_districti相对应的位置赋值为0，且目标点On的可视高程值
Figure GDA0003944934090000126
S305：i＝i+1，重复步骤S301至S304，直到i＝Num。
步骤S4，按照经纬度拼接所有GNSS干扰源作用区域得到受地形遮挡影响的多GNSS干扰源作用区域result_district。
参照图7和8，为在GNSS干扰源附近区域具有强抗干扰能力接收机情况下，三个GNSS干扰源受地形遮挡影响下的综合作用区域结果图，其中图7是采用传统基于视线可视域分析的GNSS干扰源作用区域计算方法得到的结果图，图8是采用实施例1所提出的方法所得到的结果图。通过对比两种方法的仿真结果发现，本发明耗时相比传统方法减少了92.48％。
由上可知，本发明的相比传统基于视线可视域分析的方法避免了目标点与干扰源视线方向上多个采样点的插值计算，降低了计算复杂度，减少计算时间，可高效、准确地计算出地形遮挡对GNSS干扰源作用区域的影响。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，包括：
S1.确定GNSS干扰源数目以及各GNSS干扰源的位置坐标以及配置参数；
S2.根据各GNSS干扰源的配置参数，确定各GNSS干扰源的待分析区域；对于任一GNSS干扰源，通过对比GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离和GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离，取其中较小的值作为GNSS干扰源的最大作用距离，GNSS干扰源的待分析区域即以GNSS干扰源为圆心、GNSS干扰源的最大作用距离为半径的区域；将各GNSS干扰源对应的待分析区域存储在数组中；
S3.在各GNSS干扰源的待分析区域内，采用基于参考面可视域分析方法对各GNSS干扰源的待分析区域内的每个目标点进行受干扰情况判断，GNSS干扰源以及与GNSS干扰源邻近网格的目标点表示受干扰；得到各GNSS干扰源作用区域；所述邻近网格包括以GNSS干扰源为原心，相邻一个单元的网格；
S4.按照经纬度拼接所有GNSS干扰源作用区域得到受地形遮挡影响的多GNSS干扰源作用区域。
2.根据权利要求1所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，S1中所述GNSS干扰源的配置参数包括GNSS干扰源的自身高度、干扰源频率、干扰信号波长、发射天线增益、接收天线增益、接收机抗干扰能力干信比、接收信号功率和干扰源发射功率。
3.根据权利要求2所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，对于任一GNSS干扰源，通过下式计算GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离：
Figure FDA0003944934080000021
其中：dsi表示第i个GNSS干扰源在自由空间中传播的最大作用距离；λi表示第i个GNSS干扰源的干扰信号波长；GTi表示第i个GNSS干扰源的发射天线增益；GRi表示接收天线增益；MJi表示接收机抗干扰能力干信比；PSi表示接收信号功率PSi；PJTi表示第i个GNSS干扰源的发射功率。
4.根据权利要求2所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，对于任一GNSS干扰源，通过下式计算GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离；
Figure FDA0003944934080000022
其中设定地球为均匀球体其半径为R；dearthi表示第i个GNSS干扰源在仅考虑地球曲率时的最大作用距离；HIFi＝hi+HSi，HIFi表示第i个GNSS干扰源的高度，HSi为第i个GNSS干扰源所在位置的实际地形高程值，hi为第i个GNSS干扰源的自身高度。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，S3中，对于任一GNSS干扰源，通过以下步骤获得其GNSS干扰源作用区域：
(1)采用规则DEM格网将GNSS干扰源的待分析区域进行二维行列划分，GNSS干扰源的待分析区域划分为多个单元网格，GNSS干扰源对应DEM格网的中心网格点，DEM格网的每个网格点对应待分析区域内的一个目标点；
(2)以GNSS干扰源为原点，将待分析区域用正北、西北、正西、西南、正南、东南、正东及东北这八个方向线划分为八个区域块；
(3)对于位于八个方向线上的目标点，根据目标点与GNSS干扰源之间的距离，按照由近及远的判断顺序对各目标点进行受干扰情况判断；
(4)对位于八个区域块内的目标点，根据目标点与GNSS干扰源之间的距离，按照由近及远的判断顺序对各目标点进行受干扰情况判断。
6.根据权利要求5所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，步骤(3)中，GNSS干扰源以及与距离GNSS干扰源仅一个单元网格的八个方向线上的目标点均赋值为1，代表受干扰；对距离GNSS干扰源2个以及2个以上单元网格的八个方向线上的目标点进行受干扰情况判断，方法如下：
在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，对于方向线上当前待进行受干扰情况判断的目标点Om，该目标点的实际高程值为
Figure FDA0003944934080000031
与目标点Om相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的一个网格点即为目标点Om的辅助网格点rp，辅助网格点rp对应的实际高程值是考虑地形遮挡后此点可受干扰的最小高程，即为该网格点的可视高程值visual_Hrp；
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，连接GNSS干扰源与目标点Om的辅助网格点rp并延长，计算目标点Om在该直线上投影的垂直高程值
Figure FDA0003944934080000032
若
Figure FDA0003944934080000033
则目标点Om受到干扰，赋值为1，且目标点Om的可视高程值
Figure FDA0003944934080000034
若
Figure FDA0003944934080000035
则目标点Om不会受到干扰，赋值为0，且该点的可视高程值
Figure FDA0003944934080000036
7.根据权利要求6所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法，其特征在于，步骤(4)中，距离GNSS干扰源仅一个单元网格的八个区域块内的目标点均赋值为1，代表受干扰；对距离GNSS干扰源2个以及2个以上单元网格的八个区域块内的目标点进行受干扰情况判断，方法如下：
在待分析区域objDistrictmaxi对应的二维DEM格网中，对于区域块内当前待进行受干扰情况判断的目标点On，该目标点的实际高程值为
Figure FDA0003944934080000041
与目标点On相邻的八个网格点中离GNSS干扰源最近的两个网格点即为目标点On的两个辅助网格点rp1与rp2，辅助网格点rp1与rp2对应的实际高程值即为辅助网格点rp1与rp2的可视高程值visual_Hrp1和visual_Hrp2；
在待分析区域objDistrictmaxi的三维空间中，GNSS干扰源与目标点On的两个辅助网格点在空间中确定一个平面，计算目标点On在该平面上投影的垂直高程值
Figure FDA0003944934080000042
若
Figure FDA0003944934080000043
则目标点On受到干扰，且目标点的可视高程值
Figure FDA0003944934080000044
若
Figure FDA0003944934080000045
则目标点On不会受到干扰，且目标点On的可视高程值
Figure FDA0003944934080000046
8.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序在被处理器运行时执行权利要求1所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法的步骤。
9.一种计算机系统，包括机体与设在机体内的机载电路板，所述机载电路板上设有处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的地形遮挡影响的GNSS干扰源作用区域计算方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112799061A (zh) * 2020-12-25 2021-05-14 中国人民解放军93114部队 一种雷达遮蔽盲区标定方法及装置
CN115015969A (zh) * 2022-06-02 2022-09-06 长安大学 一种山区遮挡环境下的gnss卫星可视性预报方法
CN117130012B (zh) * 2023-10-26 2024-01-26 中国民航大学 起伏地形利用空地地形遮蔽的干扰源粗定位方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3007146A1 (fr) * 2013-06-17 2014-12-19 Sagem Defense Securite Procede d'optimisation d'un recepteur gnss et dispositif d'estimation du rapport interferences a bruit d'un recepteur gnss
CN109883313A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 中国矿业大学 一种基于单频gnss定位技术监测高铁大桥动态挠度的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3007146A1 (fr) * 2013-06-17 2014-12-19 Sagem Defense Securite Procede d'optimisation d'un recepteur gnss et dispositif d'estimation du rapport interferences a bruit d'un recepteur gnss
CN109883313A (zh) * 2019-01-31 2019-06-14 中国矿业大学 一种基于单频gnss定位技术监测高铁大桥动态挠度的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GPS电子干扰范围及效果分析;任菁圃 等;《现代电子技术》;20060201(第3期);第19-24 *
基于参考面的可视域算法;吴艳兰;《探讨与研究》;20010330;第19卷(第1期);摘要，论文第1，2部分，图1，图2 *

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