CN112004244B - 一种主动获取t终端gps信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主动获取T终端GPS信息的方法，涉及通信技术领域，其采用卫星信号主动式侦收设备获取T终端的GPS信息，包括：确定虚拟网络参数，虚拟网络参数包括波束号、频点、经纬度和功率；卫星信号主动式侦收设备根据虚拟网络参数，通过下行广播的方式构建虚拟卫星网络；卫星信号主动式侦收设备持续被动接收空口信号，并对空口信号进行处理，判断空口信号中是否存在上行信令，若存在上行信令，对上行信令进行解调、译码处理，并根据协议解析获取发射上行信令的T终端的GPS信息；上行信令是在T终端进入虚拟网络覆盖范围时，在虚拟卫星网络下行广播信号的引导下发射。该方法可以快速、有效、完整的获取到指定范围内的所有T终端的GPS信息。

Description

一种主动获取T终端GPS信息的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种主动获取T终端GPS信息的方法。

背景技术

目前一般通过被动式卫星信号侦收设备获取T终端GPS信息，被动式卫星信号侦收设备在接收到空中的T终端的上行信号后，对上行信号进行解调译码，并得到T终端的GPS信息。该方法存在以下缺陷：

1)上行信号由T终端主动发出，由于T终端的设计限制，上行信号一般较弱，接收难度大，被动式卫星信号侦收设备很容易接收不到上行信号，或者接收到的上行信号不齐全，导致解调失败或解调译码后的信息不完整。

2)T终端在对应的T卫星进行注册上号后，在没有主被叫，或者收发短消息的情况下，T终端的上行信号处于静默状态，在这种状态下，该T终端即使进入被动式卫星信号侦收设备的信号接收范围内，被动式卫星信号侦收设备也无法获取到T终端的GPS信息。

发明内容

本发明在于提供一种主动获取T终端GPS信息的方法，其能够解决上述问题。

为了解决上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供了一种主动获取T终端GPS信息的方法，采用卫星信号主动式侦收设备获取T终端的GPS信息，具体包括以下步骤：

S1、确定虚拟网络参数，所述虚拟网络参数包括波束号、频点、经纬度和功率；

S2、所述卫星信号主动式侦收设备根据虚拟网络参数，通过下行广播的方式构建虚拟卫星网络；

S3、所述卫星信号主动式侦收设备持续被动接收空口信号，判断空口信号中是否存在上行信令，若存在上行信令，对上行信令进行解调、译码处理，并根据协议解析获取发射上行信令的T终端的GPS信息；

所述上行信令是在T终端进入虚拟网络覆盖范围时，在虚拟卫星网络下行广播信号的引导下发射。

本技术方案的技术效果是：通过构建虚拟网络，持续诱发位于虚拟网络中的T终端发射上行信令，可以快速、有效、完整的获取到指定范围内的所有T终端的GPS信息，解决了现有被动式卫星信号侦收设备无法获取未发射上行信号的T终端的GPS信息的问题，以及很难获取T终端的完整上行信号的问题。

进一步地，所述经纬度为所述卫星信号主动式侦收设备所在位置的经纬度；所述波束号通过解析当前地区信号质量最好的波束得到；所述频点与所述波束号对应；所述功率根据虚拟卫星网络覆盖范围要求而定，要求覆盖范围越大，所需功率值越大，要求覆盖范围越小，所需功率值越小。

本技术方案的技术效果是：可以根据实际需求，方便的调整虚拟卫星网络的覆盖范围，从而实现对一个地区的精准管控；在有些地区，会存在多个波束覆盖，因为卫星与该地区的角度与距离不同，导致不同波束在同一地区的信号质量不同，终端将选择信号质量最好的波束来建立通联，因此本方案选择当前地区信号质量最好的波束构建虚拟网络，可以更好的引导卫星终端发送上行信号。

更进一步地，信号质量最好的波束的获取方法是：通过被动式卫星信号侦收设备接收当前地区的若干T卫星广播信号，在若干T卫星广播信号中，找到信号质量最好的波束。

进一步地，所述步骤S2中，虚拟卫星网络的构建方法包括以下步骤：

S21、根据虚拟网络参数进行信令生成和业务生成，构建包含有信令和业务信息的下行广播基带信号；

S22、对所述下行广播基带信号进行DDC处理后得到下行信令；

S23、将下行信令上变频后转化为下行广播信号；

S24、卫星信号主动式侦收设备广播下行广播信号，完成所述虚拟卫星网络的构建。

更进一步地，所述步骤S3中，判断空口信号中是否存在上行信令的方法包括以下步骤：

S31、将空口信号转化为空口基带信号；

S32、对空口基带信号进行DDC处理；

S33、对DDC处理后的空口基带信号进行突发检测，判断是否存在上行信令。

更进一步地，所述步骤S21和S33均通过卫星信号主动式侦收设备的软件模块执行，所述步骤S22、S23、S24、S31和S32均通过卫星信号主动式侦收设备的硬件模块执行。

更进一步地，所述软件模块生成广播信道，并通过所述广播信道，将所述下行广播基带信号发送至所述硬件模块中进行DDC处理。

本技术方案的技术效果是：数字信号在计算机端通过软件更容易被处理，而T终端接收的下行广播是射频信号，本技术方案通过DDC处理将数字信号转换为射频基带信号，然后通过上变频发送到空中，从而可以让T终端接收该信号。

更进一步地，所述硬件模块包括上行接收天线、下行发射天线、变频器和DDC模块，所述步骤S22和S32均通过DDC模块执行，所述步骤S23和S31均通过变频器执行，所述空口信号通过上行接收天线持续被动接收，所述下行广播信号通过下行发射天线广播。

进一步地，所述步骤S3中，协议指的是T卫星与T终端之间的标准通信协议。

进一步地，所述步骤S3中，若接收到的空口信号中不存在上行信令，则将该空口信号数据丢弃，释放内存。

本技术方案的技术效果是：没有上行信令的空口信号不存在有效信息，如果不及时释放内存，空口信号不断进入，最终会造成内存溢出，本技术方案能够保证程序的正常运行。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是实施例中通过构建虚拟卫星网络获取T终端GPS信息的实物示意图；

图2是实施例中所述主动获取T终端GPS信息的方法流程图；

图3是实施例中从某解调数据中获取的跟GPS相关的数据块的协议构成图；

图4是实施例中根据图3中所示的T终端的GPS信息，在地图上呈现出的终端位置图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例

请参照图1和图2，本实施例提供了一种主动获取T终端GPS信息的方法，该方法是采用卫星信号主动式侦收设备获取T终端的GPS信息。

在本实施例中，卫星信号主动式侦收设备与现有技术的被动式卫星信号侦收设备类似，均包括硬件模块和软件模块。卫星信号主动式侦收设备的硬件模块是在被动式卫星信号侦收设备的硬件模块基础上进行改进的，是将被动式卫星信号侦收设备的硬件模块的下行接收天线替换为下行发射天线，且下行发射天线对应变频器的上变频，即获得卫星信号主动式侦收设备的硬件模块，由于卫星信号主动式侦收设备的其它硬件结构与被动式卫星信号侦收设备是相同的，因此不对其它结构做过多的说明，比如上行接收天线、DDC模块、可编程处理器等。

在本实施例中，卫星信号主动式侦收设备的硬件模块部分结构功能如下：

上行接收天线，其为全向左旋圆极化天线，用于接收网络覆盖区域内卫星移动终端的上行信号，需对准所控守的区域(以设备为圆心的区域)；

下行发射天线，用于发射下行信号，需对准所控守的区域(以设备为圆心的区域)；

变频器，其下变频模块用于将空口数据下变频到中频基带数据，其上变频模块用于将中频基带数据上变频到可以向空中发射的信令数据；

DDC模块,用于将变频器下变频的空口基带射频信号，通过A\D转换模块，将其转换位数字信号，在通过已设置中心频率与带宽的滤波模块，输出窄带信号；在下行信号发射过程中，将收到的下行广播的数字信号，通过D\A转换模块，转化为射频信号后输出。

卫星信号主动式侦收设备的软件模块包括：

上行信号处理，对上行信令、业务进行解调译码，还原出终端的GPS信息；

广播信道生成，根据设备周边的临区情况，提取合适的参数，生成容易被终端识别的广播信道；

信令生成，根据接收到的终端上行信号，以及当前的指令，实时生成信令信息；

业务生成，根据需要，实时生成业务数据；

用户控制，对用户操作的响应；

流程调度，设备的核心调度模块，响应用户的控制指令，根据指令内容，对其它模块进行实时调度。

在本实施例中，软件模块采用C++与C#语言进行编写，C++编写动态链接库，负责信号的处理与生成，并且与硬件直接进行数据交互；C#编写界面程序，主要用于展示获取的GPS信息与给用户提供配置波束、频点、功率、GPS信息的接口。采用该架构的原因主要有以下几点：

1、C++为非托管类型代码，相对于C#而言具有更好的性能，主动式侦收设备需要具备高实时性，对信号的处理频率达到毫秒级，因此采用C++编写动态链接库来负责信号的处理与生成；

2、C++代码可以直接对内存进行操作，对于硬件模块来说，数据更多的是以流式数据而非结构数据的方式传输，因此采用C++负责与硬件数据的交互，避免了数据的装箱与拆箱，降低软件对资源的需求，提高了对数据处理的性能；

3、C#有大量的现成的界面控件库，是目前较为流行的界面编程语言，使用C#进行界面编写，人机交互性好，开发周期短，界面操控逻辑清晰。

4、C#语言与C++语言同为微软公司提供的编程语言，两个语言之间兼容性好，可以直接互相调用，又各有特点，因此采用该架构进行软件模块的编写；

图1中，正常情况下，T终端与T卫星进行信令的交互。卫星信号主动式侦收设备可构造虚拟卫星网络，当T终端处于虚拟卫星网络覆盖范围内时，终端被虚拟卫星网络诱导发送上行信令，通过发现并解析该上行信令，获取对应T终端的GPS信息。

请参照图1和图2，本实施例所述主动获取T终端GPS信息的方法具体如下：

S1、确定虚拟网络参数，虚拟网络参数包括波束号、频点、经纬度和功率。

在本实施例中，经纬度为卫星信号主动式侦收设备所在位置的经纬度；波束号通过解析当前地区信号质量最好的波束得到；频点与波束号对应；功率根据虚拟卫星网络覆盖范围要求而定，覆盖范围越大，功率值越大，覆盖范围越小，功率值越小。

信号质量最好的波束的获取方法是：通过被动式卫星信号侦收设备接收当前地区的若干T卫星广播信号，在若干T卫星广播信号中，找到信号质量最好的波束。

在本实施例中，通过读取波束对应频段的信噪比，信号强度，信号星座图表现选择信号质量最好的波束，对于这三个参数，信噪比越大信号质量越好，信号强度越强信号质量越好，信号星座图越收敛信号质量越好。

S2、卫星信号主动式侦收设备根据虚拟网络参数，通过下行广播的方式构建虚拟卫星网络，具体如下：

S21、软件模块根据虚拟网络参数进行信令生成和业务生成，构建包含有信令和业务信息的下行广播基带信号；

S22、通过DDC模块对下行广播基带信号进行DDC处理后得到下行信令；

S23、通过变频器将下行信令上变频后转化为下行广播信号；

S24、通过下行发射天线广播下行广播信号，完成虚拟卫星网络的构建。

在本实施例中，软件模块生成广播信道，并通过广播信道，将下行广播基带信号发送至硬件模块中进行DDC处理。

S3、卫星信号主动式侦收设备通过上行接收天线持续被动接收空口信号，判断空口信号中是否存在上行信令，若存在上行信令，软件模块对上行信令进行解调、译码处理，并根据协议解析获取发射上行信令的T终端的GPS信息，若接收到的空口信号中不存在上行信令，则将该空口信号数据丢弃，释放内存。

在本实施例中，上行信令是在T终端进入虚拟网络覆盖范围时，在虚拟卫星网络下行广播信号的引导下发射，即T终端在接收到下行广播信号，会开始启动注册流程；注册流程中，T终端将发射上行信令，该信令中包含其位置信息(经度与纬度信息)。

在本实施例中，判断空口信号中是否存在上行信令的方法包括以下步骤：

S31、通过变频器的下变频模块将空口信号转化为空口基带信号；

S32、通过DDC模块对空口基带信号进行DDC处理；

S33、通过软件模块对DDC处理后的空口基带信号进行突发检测，判断是否存在上行信令。

在本实施例中，协议指的是T卫星与T终端之间的标准通信协议。

在开始构建虚拟卫星网络的同时，上行DDC通道打开接收空口信号，再对空口信号下变频和DDC处理后，得到窄带空口基带信号，对该信号进行突发检测，当发现上行信号时，通过解调，译码和按协议解析数据，得到终端的GPS数据。

图3是通过本方法从某解调数据中获取的跟GPS相关的数据块的协议构成，其中每个字节包含8bit数据，如

Latitude纬度：在octet中占用前7bit，octet3中占用8bit，octet4中占用后4bit，按顺序拼接19位数据，即可得到纬度数据；

Longitude经度：在octet4中占用前4bit，在octet5和octet6中占用8bit，按顺序拼接20位数据，即可获得经度数据；

GPSPosition(Latitude)：上报GPS数据的纬度；

GPSPosition(Longitude)：上报GPS数据的经度。

图4是根据图3中所示的T终端的GPS信息，在地图上呈现出的终端位置。

本实施例所述主动获取T终端GPS信息的方法，通过下行发射天线在一定范围内构建一个虚拟卫星网络，通过该虚拟卫星网络诱发T卫星终端持续发射上行信号，然后通过上行接收天线，接收上行信号，由于是通过主动诱发产生的上行信号，从而可以随时获取T终端的GPS信息；同时，因为设备主动发射下行广播，通过功率控制可以诱发T上行信号的范围，从而可以通过多设备的方式，精确的覆盖指定区域，从而完全获取指定区域内T终端的GPS信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种主动获取T终端GPS信息的方法，采用卫星信号主动式侦收设备获取T终端的GPS信息，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、确定虚拟网络参数，所述虚拟网络参数包括波束号、频点、经纬度和功率；

S2、所述卫星信号主动式侦收设备根据虚拟网络参数，通过下行广播的方式构建虚拟卫星网络；

S3、所述卫星信号主动式侦收设备持续被动接收空口信号，判断空口信号中是否存在上行信令，若存在上行信令，对上行信令进行解调、译码处理，并根据协议解析获取发射上行信令的T终端的GPS信息；

所述上行信令是在T终端进入虚拟网络覆盖范围时，在虚拟卫星网络下行广播信号的引导下发射。

2.根据权利要求1所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述经纬度为所述卫星信号主动式侦收设备所在位置的经纬度；所述波束号通过解析当前地区信号质量最好的波束得到；所述频点与所述波束号对应；所述功率根据虚拟卫星网络覆盖范围要求而定，要求覆盖范围越大，所需功率值越大，要求覆盖范围越小，所需功率值越小。

3.根据权利要求2所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，信号质量最好的波束的获取方法是：通过被动式卫星信号侦收设备接收当前地区的若干T卫星广播信号，在若干T卫星广播信号中，找到信号质量最好的波束。

4.根据权利要求1所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述步骤S2中，虚拟卫星网络的构建方法包括以下步骤：

S21、根据虚拟网络参数进行信令生成和业务生成，构建包含有信令和业务信息的下行广播基带信号；

S22、对所述下行广播基带信号进行DDC处理后得到下行信令；

S23、将下行信令上变频后转化为下行广播信号；

S24、卫星信号主动式侦收设备广播下行广播信号，完成所述虚拟卫星网络的构建。

5.根据权利要求4所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述步骤S3中，判断空口信号中是否存在上行信令的方法包括以下步骤：

S31、将空口信号转化为空口基带信号；

S32、对空口基带信号进行DDC处理；

S33、对DDC处理后的空口基带信号进行突发检测，判断是否存在上行信令。

6.根据权利要求5所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述步骤S21和S33均通过卫星信号主动式侦收设备的软件模块执行，所述步骤S22、S23、S24、S31和S32均通过卫星信号主动式侦收设备的硬件模块执行。

7.根据权利要求6所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述软件模块生成广播信道，并通过所述广播信道，将所述下行广播基带信号发送至所述硬件模块中进行DDC处理。

8.根据权利要求7所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述硬件模块包括上行接收天线、下行发射天线、变频器和DDC模块，所述步骤S22和S32均通过DDC模块执行，所述步骤S23和S31均通过变频器执行，所述空口信号通过上行接收天线持续被动接收，所述下行广播信号通过下行发射天线广播。

9.根据权利要求1所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述步骤S3中，协议指的是T卫星与T终端之间的标准通信协议。

10.根据权利要求1所述主动获取T终端GPS信息的方法，其特征在于，所述步骤S3中，若接收到的空口信号中不存在上行信令，则将该空口信号数据丢弃，释放内存。

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