一种gnss接收机状态调度方法及其接收机

文档序号:1830310 发布日期:2021-11-12 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种gnss接收机状态调度方法及其接收机 (GNSS receiver state scheduling method and GNSS receiver ) 是由 朱青永 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种GNSS接收机状态调度方法及其接收机,包括以下步骤:步骤S1、判定处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道;步骤S2、分析得出处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的异常类别;步骤S3、基于所述异常类别对处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道进行运行调度。本发明利用接收同一类别卫星信号的接收通道之间理应具有相似运行状态的原则,通过同一类别卫星信号的接收通道运行数据的互比较了解接收通道间运行差异性,无需先验知识,能迅速判断哪个接收通道处于异常状态,且异常判定准确率高。(The invention discloses a GNSS receiver state scheduling method and a receiver thereof, comprising the following steps: step S1, judging that the GPS receiving channel, the BDS receiving channel, the GLONASS receiving channel and the Galileo receiving channel are in an abnormal operation state; step S2, analyzing and obtaining the abnormal types of the GPS receiving channel, the BDS receiving channel, the GLONASS receiving channel and the Galileo receiving channel which are in the abnormal operation state; and step S3, performing operation scheduling on the GPS receiving channel, the BDS receiving channel, the GLONASS receiving channel and the Galileo receiving channel in the abnormal operation state based on the abnormal category. The invention utilizes the principle that the receiving channels for receiving the satellite signals of the same category are supposed to have similar operation states, obtains the operation difference among the receiving channels by comparing the operation data of the receiving channels for receiving the satellite signals of the same category, does not need prior knowledge, can quickly judge which receiving channel is in an abnormal state, and has high accuracy rate of abnormal judgment.)

一种GNSS接收机状态调度方法及其接收机

技术领域

本发明涉及卫星测距技术领域,具体涉及一种GNSS接收机状态调度方法及其接收机。

背景技术

全球导航卫星系统(GNSS)通常指允许基于从多个GNSS卫星接收的GNSS信号来确定位置定位(positionfix)的系统。每一个GNSS卫星传输GNSS信号,该GNSS信号标识信号传输的卫星和时间。GNSS天线/接收机被配置为接收由可视GNSS卫星传输的GNSS信号中的每一个,并使用每一个GNSS信号的飞行时间以及每一个GNSS卫星的已知位置来确定从GNSS天线/接收机到相应GNSS卫星的伪距或距离。该多个所计算的伪距用于三边测量GNSS天线/接收机在三维空间中的位置。GNSS系统的类型包括全球定位系统(GPS)、格洛纳斯(GLONASS)、伽利略(Galileo)、北斗(BDS)等。

现有技术CN201610231396.X公开了一种GNSS接收机状态调度方法和GNSS接收机,步骤1,在所述GNSS接收机中设置用于记录接收通道匹配的卫星处理状态信息的接收通道匹配的卫星处理状态表,所述接收通道匹配的卫星处理状态信息包括接收通道匹配的卫星处理状态;步骤2,开始一个处理周期,所述GNSS接收机的通道根据初始预设状态进行工作;步骤3,在该处理周期结束后,检测通道当前状态,并根据所述接收通道匹配的卫星处理状态表和所述通道当前状态或确定下一个处理周期所述通道的初始预设状态和所述接收通道匹配的卫星处理状态,返回步骤2,直至下一个处理周期所述通道的初始预设状态设为空闲,能够提供合适的调度方法,对通道资源进行调度,一是合理地分配通道资源给卫星,保证通道不被浪费;二是及时调整处理卫星信号的通道状态,保证接收机始终能够有效地处理卫星信号。

上述现有方案虽然一定程度上能够对接收机的通道资源进行合理分配,但是仍存在一定的不足,比如:需要实时记录通道中卫星信息的处理状态,构建状态表进行异常识别和运行调度,导致异常识别极度依赖先验记录,一旦先验记录出错,导致后续异常识别结果可信度失效,因此造成异常识别精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GNSS接收机状态调度方法及其接收机,以解决现有技术中异常识别极度依赖先验记录,一旦先验记录出错,导致后续异常识别结果可信度失效,因此造成异常识别精度低的技术问题。

为解决上述技术问题,本发明具体提供下述技术方案:

一种GNSS接收机状态调度方法,包括以下步骤:

步骤S1、依次将GNSS接收机中接收GPS卫星信号、BDS卫星信号、GLONASS卫星信号和Galileo卫星信号的多个GPS接收通道、多个BDS接收通道、多个GLONASS接收通道和多个Galileo接收通道分别依据接收信号的类别设置为GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组,并在分别在所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组进行状态相似度比对判定处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道;

步骤S2、依次对所述处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道进行异常节点提取,并依据所述异常节点分析得出处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的异常类别;

步骤S3、基于所述异常类别对处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道进行运行调度以使得处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

作为本发明的一种优选方案,所述步骤S1中,还包括分别采集多个GPS接收通道、多个BDS接收通道、多个GLONASS接收通道和多个Galileo接收通道的运行数据[dataGPS [1 ,2,...,k1],dataBDS [1,2,...,k2],dataGLONASS [1,2,...,k3],dataGalileo [1,2,...,k4]],其中,[1,2,...,k1],[1,2,...,k2],[1,2,...,k3],[1,2,...,k4]分别表征为所有GPS、BDS、GLONASS和Galileo接收通道的编号阵列,k1,k2,k3,k4分别为所述GPS、BDS、GLONASS和Galileo接收通道的总数目。

作为本发明的一种优选方案,所述步骤S1中,分别在所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组进行状态相似度比对判定处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的具体方法包括:

对所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道的运行数据datas w=[dataGPs [1,2,...,k1],dataBDS [1,2,...,k2],dataGLONASS [1,2,...,k3],dataGalileo [1,2,...,k4]]分别进行归一化处理转换为同一标准格式以消除量纲误差,所述归一化处理的公式为:

其中,dataS w=[pw1,pw2,...,pwn],w=[[1,2,...,k1],[1,2,…,k2],[1,2,...,k3],[1,2,...,k4]],n=[n1,n2,n3,n4],S=[GPS,BDS,GLONASS,Galileo],z∈[1,n],dataS w表示为S通道状态监测群组的第w个接收通道的运行数据,pwz表示为S通道状态监测群组的第w个接收通道的运行数据中第z类别项数据,pwz′为pwz归一化处理后的值,n1,n2,n3,n4分别为GPS,BDS,GLONASS,Galileo接收通道的运行数据总类别项数目;

分别量化所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道运行状态相似度,所述状态相似度的计算公式为:

其中,为S通道状态监测群组中接收通道y1和接收通道y2的状态相似度,分别表示为接收通道y1和接收通道y2运行数据中第z类别项数据;

预设状态相似度阈值,并基于所述状态相似度阈值判定在所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中出处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道,具体的:

分别统计出所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中各个GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道与剩余接收通道的状态相似度高于状态相似度阈值的接收通道数目;

若GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道与剩余接收通道的状态相似度高于状态相似度阈值的接收通道数目分别超过所述GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道数目的80%,则判定GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道处于异常运行状态。

作为本发明的一种优选方案,所述步骤S2中,异常节点提取的具体方法包括:

依次提取处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道在预设时长内依时序链接的运行数据dataS iT=[dataGPS [i1]T,dataBDS [i2]T,dataGLONASS [i3]T,dataGalileo [i4]T],其中,i1∈[1,2,...,k1],i2∈[1,2,...,k2],i3∈[1,2,...,k3],i4∈[1,2,…,k4],i1,i2,i3,i4分别表示处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道编号,dataS iT=[pi1T,pi2T,...,pinT],T=[t1,t2,..,tm],i=[i1,i2,i3,i4],n=[n1,n2,n3,n4],S=[GPS,BDS,GLONASS,Galileo],dataS iT表示为处于异常运行状态S接收通道中编号为i的接收通道依时序链接的运行数据,pinT表示为处于异常运行状态S接收通道中编号为i的接收通道依时序链接的运行数据中第n类别项数据,m为时序总长度;

依次将所述dataS iT=[dataGPS [i1]T,dataBDS [i2]T,dataGLONASS [i3]T,dataGalileo [i4]T]中相邻时序的运行数据进行波动分析获得波动节点链,所述波动分析的公式为:

其中,xj,xj+1为dataSitj,dataSitj+1,q(xj,xj+1)是xj,xj+1的联合概率分布函数,而q(xj)和q(xj+1)分别是xj,xj+1的边缘概率分布函数;

在波动节点链上依据预设波动阈值标定所有波动节点,并选取位于所有波动节点两侧时序上的运行数据予以保留构成表征接收通道异常特征的异常节点数据链;

其中,波动节点是指波动节点链上相邻节点数值相差超过预设波动阈值的数据节点。

作为本发明的一种优选方案,所述步骤S2中,异常类别的判定具体方法包括:

将所述异常节点数据链中所有节点的运行数据进行主成分分析提取异常特征,并依据所述异常特征进行异常类别的匹配确定处于异常运行状态的接收通道的异常类别。

作为本发明的一种优选方案,所述步骤S3中,运行调度的具体方法包括:

依据接收通道的运行状态类别构建接收通道的异常调度路径;

依据所述异常类别在所述异常调度路径中为处于异常运行状态的接收通道选取调度方案以恢复至正常运行状态。

作为本发明的一种优选方案,本发明提供了一种根据所述的GNSS接收机状态调度方法的接收机,包括多系统相关器模块,多系统数据采集模块以及多系统运行调度模块,其中,

所述多系统相关器模块用于分别单一接收GNSS卫星信号的GPS卫星信号、BDS卫星信号、GLONASS卫星信号和Galileo卫星信号;

所述多系统数据采集模块用于采集所述GPS接收通道的运行数据、BDS接收通道的运行数据、GLONASS接收通道的运行数据和Galileo接收通道的运行数据;

所述多系统运行调度模块用于利用所述GPS接收通道的运行数据、BDS接收通道的运行数据、GLONASS接收通道的运行数据和Galileo接收通道的运行数据对接收通道进行异常运行分析以及运行调度以使得处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

作为本发明的一种优选方案,所述多系统相关器模块包括GPS卫星系统相关器通道组、BDS卫星系统相关器通道组、GLONASS卫星系统相关器通道组和Galileo卫星系统相关器通道组,所述GPS卫星系统相关器通道组包括单独接收多个GPS卫星信号的接收通道,所述BDS卫星系统接收通道组包括单独接收多个BDS卫星信号的接收通道,所述GLONASS卫星系统相关器通道组包括单独接收多个GLONASS卫星信号的接收通道,所述Galileo卫星系统相关器通道组包括单独接收多个Galileo卫星信号的接收通道。

作为本发明的一种优选方案,所述多系统数据采集模块包括分别设置在GPS卫星系统相关器通道组、BDS卫星系统相关器通道组、GLONASS卫星系统相关器通道组和Galileo卫星系统相关器通道组信号输出端处的GPS接收通道采集组件、BDS接收通道采集组件、GLONASS接收通道采集组件和Galileo接收通道采集组件以分别采集所述GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的运行数据。

作为本发明的一种优选方案,所述多系统运行调度模块包括分别与GPS接收通道采集组件、BDS接收通道采集组件、GLONASS接收通道采集组件和Galileo接收通道采集组件通讯连接的GPS数据处理组件、BDS数据处理组件、GLONASS数据处理组件和Galileo数据处理组件用于利用所述运行数据对接收通道进行异常运行分析并制定运行调度方案。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果:

本发明利用接收同一类别卫星信号的接收通道之间理应具有相似运行状态的原则,通过同一类别卫星信号的接收通道运行数据的互比较了解接收通道间运行差异性,无需先验知识,能迅速判断哪个接收通道处于异常状态,且异常判定准确率高,而且利用处于异常运行状态的接收通道的连续时序上的运行数据进行波动分析获取表征接收通道异常特征的异常节点数据链,在通过对异常节点数据链的特征分析获得处于异常运行的接收通道的异常类别并制定出运行调度方案使得接受通道由处于异常运行状态恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术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示例性的,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,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的GNSS接收机状态调度方法流程图;

图2为本发明实施例提供的波动节点链示意图;

图3为本发明实施例提供的接收机结构框图。

图中的标号分别表示如下:

1-多系统相关器模块;2-多系统数据采集模块;3-多系统运行调度模块;4-波动节点链;5-波动节点。

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。

如图1-3所示,本发明提供了一种GNSS接收机状态调度方法,包括以下步骤:

GNSS全球导航卫星系统通常指允许基于从多个GNSS卫星接收的GNSS信号来确定位置定位(positionfix)的系统,而且GNSS全球导航卫星系统包括的卫星系统类型有GPS卫星系统、BDS卫星系统、GLONASS卫星系统和Galileo卫星系统,而且GPS卫星系统、BDS卫星系统、GLONASS卫星系统和Galileo卫星系统在进行定位时通常为了提高精准度会分别单独使用多个GPS卫星、多个BDS卫星、多个GLONASS卫星和多个Galileo卫星进行参与卫星定位,因此需要接收机的接收通道实时捕捉多个GPS卫星、多个BDS卫星、多个GLONASS卫星和多个Galileo卫星的卫星信号,而捕捉同类型卫星信号的接收通道通常具有相似的运行状态,因此可通过同一类别卫星信号的接收通道运行数据的互比较了解接收通道间运行差异性,无需先验知识,能迅速判断哪个接收通道处于异常状态,具体方法如下:

步骤S1、依次将GNSS接收机中接收GPS卫星信号、BDS卫星信号、GLONASS卫星信号和Galileo卫星信号的多个GPS接收通道、多个BDS接收通道、多个GLONASS接收通道和多个Galileo接收通道分别依据接收信号的类别设置为GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组,并在分别在GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组进行状态相似度比对判定处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道;

步骤S1中,还包括分别采集多个GPS接收通道、多个BDS接收通道、多个GLONASS接收通道和多个Galileo接收通道的运行数据[dataGPS [1,2,…,k1],dataBDS [1,2,…,k2],dataGLONASS [1 ,2,…,k3],dataGalileo [1,2,…,k4]],其中,[1,2,...,k1],[1,2,...,k2],[1,2,...,k3],[1,2,...,k4]分别表征为所有GPS、BDS、GLONASS和Galileo接收通道的编号阵列,k1,k2,k3,k4分别为GPS、BDS、GLONASS和Galileo接收通道的总数目。

步骤S1中,分别在GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组进行状态相似度比对判定处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的具体方法包括:

对GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道的运行数据dataS w=[dataGPS [1,2,...,k1],dataBDS [1,2,...,k2],dataGLoNASS [1,2,...,k3],dataGalileo [1,2,...,k4]]分别进行归一化处理转换为同一标准格式以消除量纲误差,归一化处理的公式为:

其中,dataS w=[pw1,pw2,...,pwn],w=[[1,2,...,k1],[1,2,...,k2],[1,2,...,k3],[1,2,...,k4]],n=[n1,n2,n3,n4],S=[GPS,BDS,GLONASS,Galileo],z∈[1,n],dataS w表示为S通道状态监测群组的第w个接收通道的运行数据,pwz表示为S通道状态监测群组的第w个接收通道的运行数据中第z类别项数据,pwz′为pwz归一化处理后的值,n1,n2,n3,n4分别为GPS,BDS,GLONASS,Galileo接收通道的运行数据总类别项数目;

分别量化GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道运行状态相似度,状态相似度的计算公式为:

其中,为S通道状态监测群组中接收通道y1和接收通道y2的状态相似度,分别表示为接收通道y1和接收通道y2运行数据中第z类别项数据;

预设状态相似度阈值,并基于状态相似度阈值判定在GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中出处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道,具体的:

分别统计出GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中各个GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道与剩余接收通道的状态相似度高于状态相似度阈值的接收通道数目;

若GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道与剩余接收通道的状态相似度高于状态相似度阈值的接收通道数目分别超过GPS通道状态监测群组、BDS通道状态监测群组、GLONASS通道状态监测群组和Galileo通道状态监测群组中所有接收通道数目的80%,则判定GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道处于异常运行状态。

本发明的基于群组管理模式的接收通道异常运行状态检测方法以同一类别卫星信号的接收通道的状态检测群组中的接收通道作为基准,通过互比较判断接收通道的状态,能在接收通道故障发生早期识别出接收通道的异常,对于保障接收通道安全稳定运行意义重大,基于群组管理模式的接收通道异常运行状态检测方法将群组统一监测的概念引入异常运行状态检测中,将接收同类型的卫星信号的接收通道归在一起形成各个通道状态监测群组,有利于接收通道的长期持续监管。

步骤S2、依次对处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道进行异常节点提取,并依据异常节点分析得出处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的异常类别;

步骤S2中,异常节点提取的具体方法包括:

依次提取处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道在预设时长内依时序链接的运行数据dataS iT=[dataGPS [i1]T,dataBDS [i2]T,dataGLONASS [i3]T,dataGalileo [i4]T],其中,i1∈[1,2,...,k1],i2∈[1,2,...,k2],i3∈[1,2,...,k3],i4∈[1,2,...,k4],i1,i2,i3,i4分别表示处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道编号,dataS iT=[pi1T,pi2T,...,pinT],T=[t1,t2,..,tm],i=[i1,i2,i3,i4],n=[n1,n2,n3,n4],S=[GPS,BDS,GLONASS,Galileo],dataS iT表示为处于异常运行状态S接收通道中编号为i的接收通道依时序链接的运行数据,pinT表示为处于异常运行状态S接收通道中编号为i的接收通道依时序链接的运行数据中第n类别项数据,m为时序总长度;

依次将dataS iT=[dataGPS [i1]T,dataBDS [i2]T,dataGLONASS [i3]T,dataGalileo [i4]T]中相邻时序的运行数据进行波动分析获得波动节点链,波动分析的公式为:

其中,xj,xj+1为dataS itj,dataS itj+1,q(xj,xj+1)是xj,xj+1的联合概率分布函数,而q(xj)和q(xj+1)分别是xj,xj+1的边缘概率分布函数;

在波动节点链上依据预设波动阈值标定所有波动节点,并选取位于所有波动节点两侧时序上的运行数据予以保留构成表征接收通道异常特征的异常节点数据链;

其中,波动节点是指波动节点链上相邻节点数值相差超过预设波动阈值的数据节点。

波动分析表征相邻时序的运行数据的波动程度,数值越低则波动程度越高,因此将相邻时序的运行数据的波动程度数值构成波动节点链,波动节点链中平缓曲线上的所有数据节点对应的相邻时序的运行数据波动平缓,即为接收通道的运行状态稳定,波动节点链上跳跃节点对应的相邻时序的运行数据波动剧烈,即为接收通道的运行状态变化剧烈出现异常,因此相邻时序的运行数据作为表征接收通道异常特征的数据进行保留,并依时序链接为异常节点数据链,仅体现了接收通道的异常运行的监测数据,可作为后续分析接收通道的异常运行原因的基础辅助。

步骤S2中,异常类别的判定具体方法包括:

将异常节点数据链中所有节点的运行数据进行主成分分析提取异常特征,并依据异常特征进行异常类别的匹配确定处于异常运行状态的接收通道的异常类别。

主成分分析方法可提取出异常节点数据链数据中的主特征成分,通过主特征成分可获取造成数据异常运行的主要因素。

步骤S3、基于异常类别对处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道进行运行调度以使得处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

步骤S3中,运行调度的具体方法包括:

依据接收通道的运行状态类别构建接收通道的异常调度路径;

依据异常类别在异常调度路径中为处于异常运行状态的接收通道选取调度方案以恢复至正常运行状态。

具体的,接收通道的运行状态包括但不限于空闲状态、盲捕获、热捕获、比特同步、迁入初始化、迁入状态、跟踪状态、接收电文状态、跟踪失锁状态,其中,在通道处于比特同步、迁入初始化、迁入状态、跟踪状态、接收电文状态时,都是正常运行状态,无需对该通道资源的配置进行干预,而当通道处于空闲状态、盲捕获、热捕获、跟踪失锁状态时,则可能是遇到对应卫星被遮挡或不可见导致不处于异常运行状态,需要进行运行调度使其恢复至正常运行状态。

异常调度路径具体为:

当接收通道运行状态是空闲时,接收通道匹配的卫星处理状态表的处理状态是热捕获,说明接收机使用已有的辅助信息没有成功捕获到卫星信号,这说明辅助信息可能已经失效,下一步操作应该转入“盲”捕获,扩大捕获搜索范围。

当接收通道当前运行状态是空闲时,接收通道匹配的卫星处理状态表的处理状态是盲捕获,说明接收机捕获卫星失败,此时根据历书状态判断卫星是否已经由历书信息计算出可见性状态,如果卫星可见,但捕获失败,则认为该卫星被遮挡,将其转入等待处理状态,等待接收机通道资源有富余时再次进行处理;如果判断卫星已经不可见,则捕获失败是符合实际情况的,接收通道匹配的卫星处理状态转入等待处理,通道下一个处理周期的初始预设状态转入空闲。

当接收通道当前运行状态是迁入状态时,接收通道匹配的卫星处理状态表的处理状态是捕获状态(盲捕获或热捕获,说明接收机执行捕获程序成功,卫星信号经过捕获和比特同步正常转移到跟踪迁入状态,接收通道的处理状态更新为迁入状态。

当接收通道当前运行状态是跟踪时,说明接收机已经正式进入了跟踪状态,转移路径正确,接收通道的接收通道匹配的卫星处理状态更新为跟踪状态。

当接收通道运行状态是实现导航电文子帧同步时,说明接收机对卫星信号导航电文的子帧同步已经完成,可以解调出电文信息,接收通道匹配的卫星处理状态和通道的初始预设状态都更新为实现导航电文子帧同步。

当接收通道运行状态是跟踪失锁状态时,说明接收机在对卫星信号的跟踪过程中发生了信号失锁,此时根据星历或历书状态判断卫星是否已经计算出可见性状态,如果卫星可见或没有可见性信息均判断可见性状态为可见,认为发生失锁是因为暂时遮挡,接收通道匹配的卫星处理状态和接收通道初始预设状态设为捕获状态;如果卫星不可见,则认为失锁是因为卫星运动至仰角过低的不可见区域导致的,接收通道匹配的卫星处理状态设为等待处理,接收通道的初始预设状态转入空闲。

当接收通道匹配的卫星处理状态为跟踪状态,而接收通道当前运行状态为跟踪失锁,即跟踪状态转入失锁状态,转入实现导航电文子帧同步。

如图3所示,基于上述GNSS接收机状态调度方法,本发明提供了一种接收机,包括多系统相关器模块1,多系统数据采集模块2以及多系统运行调度模块3,其中,

多系统相关器模块1用于分别单一接收GNSS卫星信号的GPS卫星信号、BDS卫星信号、GLONASS卫星信号和Galileo卫星信号;

多系统数据采集模块2用于采集GPS接收通道的运行数据、BDS接收通道的运行数据、GLONASS接收通道的运行数据和Galileo接收通道的运行数据;

多系统运行调度模块3用于利用GPS接收通道的运行数据、BDS接收通道的运行数据、GLONASS接收通道的运行数据和Galileo接收通道的运行数据对接收通道进行异常运行分析以及运行调度以使得处于异常运行状态的GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

多系统相关器模块1包括GPS卫星系统相关器通道组、BDS卫星系统相关器通道组、GLONASS卫星系统相关器通道组和Galileo卫星系统相关器通道组,GPS卫星系统相关器通道组包括单独接收多个GPS卫星信号的接收通道,BDS卫星系统接收通道组包括单独接收多个BDS卫星信号的接收通道,GLONASS卫星系统相关器通道组包括单独接收多个GLONASS卫星信号的接收通道,Galileo卫星系统相关器通道组包括单独接收多个Galileo卫星信号的接收通道。

多系统数据采集模块2包括分别设置在GPS卫星系统相关器通道组、BDS卫星系统相关器通道组、GLONASS卫星系统相关器通道组和Galileo卫星系统相关器通道组信号输出端处的GPS接收通道采集组件、BDS接收通道采集组件、GLONASS接收通道采集组件和Galileo接收通道采集组件以分别采集GPS接收通道、BDS接收通道、GLONASS接收通道和Galileo接收通道的运行数据。

多系统运行调度模块3包括分别与GPS接收通道采集组件、BDS接收通道采集组件、GLONASS接收通道采集组件和Galileo接收通道采集组件通讯连接的GPS数据处理组件、BDS数据处理组件、GLONASS数据处理组件和Galileo数据处理组件用于利用运行数据对接收通道进行异常运行分析并制定运行调度方案。

本发明利用接收同一类别卫星信号的接收通道之间理应具有相似运行状态的原则,通过同一类别卫星信号的接收通道运行数据的互比较了解接收通道间运行差异性,无需先验知识,能迅速判断哪个接收通道处于异常状态,且异常判定准确率高,而且利用处于异常运行状态的接收通道的连续时序上的运行数据进行波动分析获取表征接收通道异常特征的异常节点数据链,在通过对异常节点数据链的特征分析获得处于异常运行的接收通道的异常类别并制定出运行调度方案使得接受通道由处于异常运行状态恢复至正常运行状态继续投入使用保障通道资源合理配置。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例,不用于限制本申请,本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内,对本申请做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

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