论文部分内容阅读
地基增强系统GBAS作为GNSS增强关键技术的产物之一,可以提供厘米级的高精度定位服务,大幅度提高卫星导航系统的导航性能,其广阔的市场应用前景使得自主研发GBAS数据处理平台特别是NRTK成为各大高校和研究院的的一个研究热点。在数据处理研究过程中必不可少的一步是测试和验证相关研究成果的功能和性能。常用的事后验证方法无法测试GBAS核心数据处理平台的网络传输功能。而在线的实时验证方法存在以下问题:实时数据流不共享,建设基准站获取实时数据流的成本高;受环境干扰大,实验结果复现性差;实验过程耗时费力。针对以上问题,本文依据系统仿真技术、网络编程原理和多线程开发模式设计并实现了 GBAS仿真验证平台,利用若干台计算机完成了 GBAS数据处理关键技术的验证工作。该方法无需建设基准站,无需外业工作,采用事后数据模拟实时数据流,具有无破坏性、可重复性、可靠、安全、经济等优势,为GBAS数据处理关键技术的验证提供比较真实可靠的仿真环境。论文的主要内容如下:(1)设计实现了分布式的GBAS仿真验证平台。根据相似性仿真原理,结合GBAS组成和工作方式,提出了仿真平台的技术方案,确定了系统的结构组成及功能,并阐述了 GBAS仿真验证平台的实现过程。(2)研究了 GBAS仿真验证平台的时间同步方法。本文在实现高精度的CPU时间戳获取技术的基础上,提出了基于数据滤波算法的高精度时间内同步方法,大幅度提高了常规内时间同步方法的稳定性和精度,可以满足各仿真节点局域网内毫秒级精度的时间同步要求。(3)研究了 GBAS仿真验证平台的时间推进方法。本文基于保守的时间推进策略,提出了一种用户可控的时间推进方法,该方法建立了仿真时间和系统时间的换算模型,可以根据用户需求加速仿真任务推进,而不影响仿真结果,能大幅度提高验证实验的效率,分析并验证了该方法不会出现死锁的现象;通过实例仿真分析了时间推进方法的合理性,体现了 GBAS仿真验证平台具有实时性和超实时性仿真的能力。(4)以环境仿真技术为背景,在GBAS仿真验证平台设计实现过程中增加了环境故障的仿真。本文主要分析了在线验证实验方法常遇到的三种环境故障,并以最大幅度提高仿真环境的逼真性为原则,对三种环境故障进行了仿真,使得仿真验证平台更加接近实际系统的工作环境,增加了仿真平台的可信性。