一種衛(wèi)星定位信息生成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種衛(wèi)星定位信息生成方法，包括：第一部分，控制和調(diào)整位置信息部分，通過(guò)移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)來(lái)實(shí)時(shí)地控制要發(fā)送的經(jīng)緯度坐標(biāo)信息；第二部分，定位信息生成部分，根據(jù)星歷文件和需要發(fā)送的位置坐標(biāo)信息，將相應(yīng)的位置信息通過(guò)定位信息生成程序進(jìn)行計(jì)算，然后生成二進(jìn)制的數(shù)據(jù)包；第三部分，定位信息的發(fā)送部分，通過(guò)開(kāi)源軟件無(wú)線(xiàn)電平臺(tái)和通用軟件無(wú)線(xiàn)電外設(shè)來(lái)發(fā)射二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。本發(fā)明可以根據(jù)當(dāng)前的實(shí)際需要，在保證定位穩(wěn)定性和精度的情況下，實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)的改變要發(fā)射的位置定位信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種衛(wèi)星定位信息生成方法
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明屬于通信安全領(lǐng)域，特別涉及一種衛(wèi)星定位信息生成方法?！颈尘凹夹g(shù)】:
[0002]當(dāng)前，定位信息生成技術(shù)一般存在著定位信息無(wú)法靈活的調(diào)整等問(wèn)題。定位信息需要提前規(guī)劃好，且在定位信息發(fā)射的過(guò)程中，無(wú)法動(dòng)態(tài)的調(diào)整要發(fā)射的定位信息。而本發(fā)明所述的定位信息生成方法則可以解決這個(gè)問(wèn)題。
[0003]開(kāi)源軟件無(wú)線(xiàn)電(例如:GNU-Radi0)是免費(fèi)的軟件開(kāi)發(fā)工具套件。它提供信號(hào)運(yùn)行和處理模塊，用它可以在易制作的低成本的射頻(RF)硬件和通用微處理器上實(shí)現(xiàn)軟件定義無(wú)線(xiàn)電。例如GNU-Rad1通常用來(lái)處理所有波形相關(guān)方面的處理，比如調(diào)制和解調(diào)。
[0004]通用無(wú)線(xiàn)電外設(shè)(例如:USRP、HackRF)是低成本的軟件無(wú)線(xiàn)電設(shè)備。
[0005]本發(fā)明所述的衛(wèi)星定位信息生成技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于反恐、電子對(duì)抗、機(jī)場(chǎng)安防等領(lǐng)域。本發(fā)明主要是使用開(kāi)源軟件無(wú)線(xiàn)電和通用無(wú)線(xiàn)電外設(shè)，根據(jù)相應(yīng)的控制信息和算法將位置信息轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的衛(wèi)星定位信號(hào)，并通過(guò)衛(wèi)星定位天線(xiàn)將信號(hào)發(fā)送出去。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]步驟一:根據(jù)移動(dòng)終端或者輸入的控制信息，調(diào)整需要發(fā)射的經(jīng)煒度信息；
[0008]步驟二:結(jié)合所述經(jīng)煒度信息以及星歷進(jìn)行計(jì)算得到定位信息，然后生成所述定位信息的二進(jìn)制數(shù)據(jù)包；
[0009]步驟三:利用開(kāi)源軟件定義無(wú)線(xiàn)電程序，將所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包通過(guò)所述程序和通用無(wú)線(xiàn)電外設(shè)進(jìn)行載波調(diào)制，最后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。
[0010]所述控制信息是指從控制端發(fā)送到電腦端的一系列控制指令，包括:位置信息、方向控制命令、暫停命令和終止命令。
[0011]當(dāng)控制信息為經(jīng)煒度時(shí)，直接將位置信息傳送給定位信息生成程序；
[0012]當(dāng)控制信息為方向控制命令時(shí)，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前， 會(huì)根據(jù)方向控制命令持續(xù)相應(yīng)的位置信息，并將位置信息直接傳送給定位信息生成程序；
[0013]當(dāng)控制信息為暫停命令時(shí)，在遇到其他控制信息之前，只將當(dāng)前正在發(fā)送的位置信息傳送給定位信息生成程序；
[0014]當(dāng)控制信息為終止命令時(shí)，結(jié)束整個(gè)程序。
[0015]本發(fā)明提出的所述衛(wèi)星定位信息生成方法中，生成所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包包括如下步驟:
[0016]步驟al:初始化定位地點(diǎn)；[〇〇17]步驟a2:讀取星歷文件；
[0018]步驟a3:檢測(cè)可見(jiàn)星，初始化接收時(shí)間，生成C/A碼，初始化載波，生成數(shù)據(jù)幀和位， 生成基帶信號(hào)，初始化偽距和更新接收時(shí)間；
[0019]步驟a4:接收所述控制信息，若收到停止命令或者發(fā)送時(shí)長(zhǎng)結(jié)束命令，則釋放緩沖池結(jié)束運(yùn)行;否則，則繼續(xù)進(jìn)行步驟a5;
[0020]步驟a5:刷新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；[〇〇21]步驟a6:接收所述經(jīng)煒度信息；[〇〇22]步驟a7:計(jì)算新坐標(biāo)的偽距；
[0023]步驟a8:更新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；[〇〇24]步驟a9:設(shè)置新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；[〇〇25]步驟alO:更新載波；
[0026]步驟all:更新接收時(shí)間，將上述步驟所得到的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式輸出，之后直接返回步驟a4。
[0027]本發(fā)明提出的所述衛(wèi)星定位信息生成方法中，所述的定位信息發(fā)送部分包括的特征在于:開(kāi)源軟件定義無(wú)線(xiàn)電接收定位信息生成程序所發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然后將其實(shí)時(shí)發(fā)送到通用軟件無(wú)線(xiàn)電外設(shè)，然后通過(guò)天線(xiàn)將信號(hào)發(fā)送出去。
[0028]本發(fā)明提出的所述衛(wèi)星定位信息生成方法中，所述的移動(dòng)終端包括:智能手機(jī)、平板電腦、便攜式計(jì)算機(jī)。
[0029]本發(fā)明提出的所述衛(wèi)星定位信息生成方法中，控制和調(diào)整位置信息部分所述的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)包括但不限于以下幾種網(wǎng)絡(luò):WIF1、藍(lán)牙。
[0030]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明所述的衛(wèi)星定位信息生成技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的定位信息的生成以及發(fā)送，并且可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)的調(diào)整要發(fā)送的定位信息?！靖綀D說(shuō)明】
[0031]圖1是本發(fā)明衛(wèi)星定位信息生成技術(shù)的流程圖；
[0032]圖2是本發(fā)明定位信息生成部分的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0033]結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程、 條件、實(shí)驗(yàn)方法等，除以下專(zhuān)門(mén)提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識(shí)和公知常識(shí)，本發(fā)明沒(méi)有特別限制內(nèi)容。[〇〇34]本發(fā)明中有關(guān)的技術(shù)術(shù)語(yǔ)代表的含義如下:[〇〇35] RINEX格式:一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式。RINEX格式文件即為星歷文件。[〇〇36]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種衛(wèi)星定位信息生成技術(shù)主要包括以下三個(gè)部分:控制和調(diào)整位置信息部分;定位信息生成部分;定位信息發(fā)送部分
[0037]第一部分，控制和調(diào)整位置信息部分:根據(jù)移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)輸入的控制信息，調(diào)整要發(fā)射的經(jīng)煒度信息;所述控制信息包括:位置信息、方向控制命令、暫停命令和終止命令。當(dāng)控制信息為經(jīng)煒度時(shí)，直接將位置信息傳送給定位信息生成程序;當(dāng)控制信息為方向控制命令時(shí)，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前，會(huì)根據(jù)方向控制命令持續(xù)相應(yīng)的位置信息，并將位置信息直接傳送給定位信息生成程序；當(dāng)控制信息為暫停命令時(shí)，在遇到其他控制信息之前，只將當(dāng)前正在發(fā)送的位置信息傳送給定位信息生成程序；當(dāng)控制信息為終止命令時(shí)，結(jié)束整個(gè)程序。
[0038]第二部分，定位信息生成部分:定位信息生成程序根據(jù)要發(fā)射的經(jīng)煒度信息以及星歷文件，進(jìn)行計(jì)算，然后生成二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。[〇〇39]第三部分，定位信息發(fā)送部分:將定位信息生成部分所生成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，通過(guò)開(kāi)源軟件定義無(wú)線(xiàn)電程序和通用無(wú)線(xiàn)電外設(shè)進(jìn)行載波調(diào)制，然后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。
[0040]所述的第一部分的作用就是實(shí)現(xiàn)將操作指令等控制信息從第一部分發(fā)送給第二部分的控制信息接收進(jìn)程。其中，第二部分包括以下步驟:
[0041]A1、根據(jù)移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)獲取要發(fā)射的位置信息或者操作命令，計(jì)算出所要發(fā)射的位置信息以及相應(yīng)的操作指令；[〇〇42]A2、根據(jù)RINEX格式文件和需要發(fā)送的位置信息，對(duì)定位信息生成程序進(jìn)程初始化，在初始化過(guò)程中依次進(jìn)行檢測(cè)可見(jiàn)星、初始化接收時(shí)間、生成C/A碼、初始化載波、生成數(shù)據(jù)幀和位、生成基帶信號(hào)、初始化偽距和更新接收時(shí)間等步驟；
[0043]A3、在完成初始化操作后，進(jìn)入定位信息生成的重要階段。本階段是一個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)生成0.1秒的衛(wèi)星定位信息，并在生成完畢后立即將生成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送給定位信息發(fā)送程序。
[0044]在步驟A1中，根據(jù)實(shí)時(shí)的監(jiān)控移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)所輸入的控制信息，做出如下相應(yīng)的反應(yīng):
[0045]B1、當(dāng)控制信息為經(jīng)煒度時(shí)，直接將位置信息傳送給定位信息生成程序；
[0046]B2、當(dāng)控制信息為方向控制命令時(shí)，控制信息接收程序，在接收到其他控制信息之前，會(huì)根據(jù)方向控制命令持續(xù)相應(yīng)的位置信息，并將位置信息直接傳送給定位信息生成程序；[〇〇47]B3、當(dāng)控制信息為暫停命令時(shí)，在遇到其他控制信息之前，只將當(dāng)前正在發(fā)送的位置信息傳送給定位信息生成程序；
[0048]B4、當(dāng)控制信息為終止命令時(shí)，結(jié)束整個(gè)程序。
[0049]在A2所述的過(guò)程中，在循環(huán)判定階段存在兩種結(jié)束循環(huán)的情況:1、定位信息生成程序接收到控制信息接收進(jìn)程發(fā)送過(guò)來(lái)的停止命令的時(shí)候;2、當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)的發(fā)送定位信息時(shí)間的上限。
[0050]在A2所述的循環(huán)包括以下步驟:[0051 ] C1、每次循環(huán)的開(kāi)始都會(huì)刷新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；[〇〇52]C2、根據(jù)控制信息接收進(jìn)程發(fā)送過(guò)來(lái)的位置信息重新計(jì)算偽距并更新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；[〇〇53]C3、根據(jù)新的要發(fā)送的位置信息設(shè)置新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)、更新載波；[〇〇54] C4、更新接收時(shí)間并輸出二進(jìn)制格式的定位數(shù)據(jù)。
[0055]結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)衛(wèi)星定位信息生成技術(shù)做以下具體說(shuō)明。
[0056]在本發(fā)明的第一部分，控制和調(diào)整位置信息部分，在移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)輸入的命令，被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信息。具體的控制信息包括東西南北四個(gè)方向命令，暫停命令、停止命令以及經(jīng)煒度信息。這些控制信息會(huì)被傳送給定位信息生成部分的接收控制信息進(jìn)程。[〇〇57]在本發(fā)明的第二部分，有兩個(gè)進(jìn)程，一個(gè)是接收控制信息進(jìn)程;另一個(gè)是位置信息生成進(jìn)程。這兩個(gè)進(jìn)程是并行的。
[0058]如圖2所示，程序運(yùn)行的開(kāi)始，控制和調(diào)整位置信息部分會(huì)傳送一條包含經(jīng)煒度信息的位置信息，然后，接收控制信息進(jìn)程會(huì)將這個(gè)位置信息直接傳送給位置信息生成進(jìn)程， 位置信息被用來(lái)初始化定位地點(diǎn)。位置信息生成進(jìn)程在接收到初始位置信息后需要讀取 RINEX格式文件，在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)把星歷文件的每一條衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷，返回星歷的個(gè)數(shù)，并將每個(gè)衛(wèi)星的信息存儲(chǔ)在eph[sv]數(shù)組中。然后進(jìn)程定位生成程序的初始化。在初始化過(guò)程中依次進(jìn)行檢測(cè)可見(jiàn)星、初始化接收時(shí)間、生成C/A碼、初始化載波、生成數(shù)據(jù)幀和位、生成基帶信號(hào)、初始化偽距和更新接收時(shí)間等步驟。[〇〇59]檢測(cè)可見(jiàn)星是根據(jù)星歷文件中的衛(wèi)星的信息，確定初始位置可以搜索到的衛(wèi)星， 并輸出可見(jiàn)星的數(shù)量。
[0060]在初始化結(jié)束后，定位信息生成進(jìn)程進(jìn)入一個(gè)生成定位信息的循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)中，首先執(zhí)行的是操作是刷新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器;然后，定位信息生成進(jìn)程讀取控制信息接收進(jìn)程發(fā)送過(guò)來(lái)的位置信息，并根據(jù)最新的位置信息計(jì)算出所需的偽距并更新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器，偽距的計(jì)算是根據(jù)星歷數(shù)據(jù)、接收時(shí)間和要發(fā)射的位置信息計(jì)算，每個(gè) channel的新的新碼相位和數(shù)據(jù)位是根據(jù)偽距等信息計(jì)算的;之后，定位信息生成進(jìn)程會(huì)為定位數(shù)據(jù)設(shè)置新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)和更新載波;最后，定位信息生成進(jìn)程將更新接收時(shí)間并將二進(jìn)制的定位數(shù)據(jù)輸出給定位信息發(fā)送程序。
[0061]在程序運(yùn)行的過(guò)程中，接收控制信息進(jìn)程，實(shí)時(shí)的監(jiān)控從移動(dòng)終端或者鍵盤(pán)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)的更新要發(fā)送的位置信息，并將更新后的位置信息傳送給，定位信息生成進(jìn)程。[〇〇62]在本發(fā)明的第三部分，定位信息發(fā)送部分，就是將第二部分發(fā)送過(guò)來(lái)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的發(fā)送出去。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，第三部分與第二部分是并行的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一:根據(jù)移動(dòng)終端或者輸入的控制信息，調(diào)整需要發(fā)射的經(jīng)煒度信息；步驟二:結(jié)合所述經(jīng)煒度信息以及星歷進(jìn)行計(jì)算得到定位信息，然后生成所述定位信 息的二進(jìn)制數(shù)據(jù)包；步驟三:利用開(kāi)源軟件定義無(wú)線(xiàn)電程序，將所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包通過(guò)所述程序和通用無(wú) 線(xiàn)電外設(shè)進(jìn)行載波調(diào)制，最后通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，生成所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)包 包括如下步驟:步驟a 1:初始化定位地點(diǎn)；步驟a2:讀取星歷文件；步驟a3:檢測(cè)可見(jiàn)星，初始化接收時(shí)間，生成C/A碼，初始化載波，生成數(shù)據(jù)幀和位，生成 基帶信號(hào)，初始化偽距和更新接收時(shí)間；步驟a4:接收所述控制信息，若收到停止命令或者發(fā)送時(shí)長(zhǎng)結(jié)束命令，則釋放緩沖池結(jié) 束運(yùn)行;否則，則繼續(xù)進(jìn)行步驟a5;步驟a5:刷新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；步驟a6:接收所述經(jīng)煒度信息；步驟a7:計(jì)算新坐標(biāo)的偽距；步驟a8:更新碼相位和數(shù)據(jù)位計(jì)數(shù)器；步驟a9:設(shè)置新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)；步驟a 10:更新載波；步驟all:更新接收時(shí)間，將上述步驟所得到的數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式輸出，之后直接返 回步驟a4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，所述的定位信息發(fā)送部 分包括的特征在于:開(kāi)源軟件定義無(wú)線(xiàn)電接收定位信息生成程序所發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，然 后將其實(shí)時(shí)發(fā)送到通用軟件無(wú)線(xiàn)電外設(shè)，然后通過(guò)天線(xiàn)將信號(hào)發(fā)送出去。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，所述的移動(dòng)終端包括: 智能手機(jī)、平板電腦、便攜式計(jì)算機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星定位信息生成方法，其特征在于，控制和調(diào)整位置信息部 分所述的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)包括但不限于以下幾種網(wǎng)絡(luò):WIF1、藍(lán)牙。
【文檔編號(hào)】G01S19/37GK106019332SQ201610292643
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】何道敬, 杜曉, 喬銀榮
【申請(qǐng)人】華東師范大學(xué)