一种卫星导航仿真场景的构建方法与流程
本发明属于卫星导航仿真，具体地说是一种卫星导航仿真场景的构建方法。
背景技术：
1、卫星导航系统，如北斗、gps、glonass，都是基于卫星发射的信号来为用户提供定位、导航和授时服务。这些系统通过卫星与地面接收设备之间的信号传输和处理，实现了全球范围内的精确定位；目前，卫星导航仿真场景的构建中构建仿真场景的数据一般是实车采集的数据。通过获取目标仿真区域的地理数据，接着根据地理数据，建立仿真场景的三维模型。最终完成卫星导航仿真场景的构建。
2、目前，卫星导航仿真场景的构建方法在进行构建仿真模型时，仿真模型所使用的数据由于获取的数据信息是在不同软件进行获取，导致其存在不准确或过时的情况，导致仿真结果与实际情况存在偏差，不便于后续卫星导航仿真场景的构建，降低了卫星导航仿真场景构建的效果。
3、为此，本领域技术人员提出了一种卫星导航仿真场景的构建方法来解决背景技术提出的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种卫星导航仿真场景的构建方法，以解决现有技术中存在的问题。
2、一种卫星导航仿真场景的构建方法，包括以下步骤；
3、s1、场景设计：首先确定仿真场景的目标和范围；
4、s2、数据采集：接着收集真实世界中的数据信息，并对数据信息进行归一化处理；
5、s3、构建仿真模型：然后基于处理后的数据，建立卫星导航系统的仿真模型，然后对仿真模型采用检验算法进行验证；
6、s4、信号仿真：然后再根据仿真模型生成卫星发射的导航信号，同时考虑信号传播过程中遇到的衰减、多径效应因素；
7、s5、算法实现：接着根据导航信号实现导航定位算法；
8、s6、性能评估：最后采用评估算法对仿真系统进行性能评估。
9、优选的，在步骤s1中，所述仿真场景包括仿真环境的地理特征、天气条件、信号干扰因素。
10、优选的，在步骤s2中，所述数据信息包括地理信息、卫星轨道参数、信号特性。
11、优选的，在步骤s2中，所述归一化处理的计算公式如下：
12、
13、其中，max为数据最大值，min为数据最小值，x为输入数据，x*为归一化之后的数据。
14、优选的，在步骤s3中，所述仿真模型包括卫星、地面站、用户终端各个组成部分。
15、优选的，在步骤s3中，所述检验算法的计算公式如下：
16、
17、其中，g(y)为检测器非线性量，要求满足e[g|h0]≤0＜e[g|h1]，即当变化没有发生时，检验统计量wn的值都以大的概率置零；在变化持续时间内，wn以较大概率大于0,卫星导航系统导航的概率分布具有瞬态变化特点，如式(2),这为检验算法在导航模型检测中的应用提供了可能。
18、
19、其中，ns和ne分别表示瞬态变化发生和结束时刻。
20、优选的，在步骤s5中，所述导航定位算法包括接收机定位、信号解调、数据处理，所述导航定位算法的操作步骤：首先需要接收导航信号，接着对接收到的导航信号进行处理，然后根据处理后的导航信号，进行位置解算，确定当前的位置，然后再将不同来源的导航信号进行融合，以提高定位精度和鲁棒性，且由于导航信号存在误差，需要对定位结果进行纠正，可以使用参考地图数据和地标点进行位置校正，或者使用信号强度指纹匹配等方法进行定位误差的估计和修正，最后将定位结果以可视化的形式显示在地图上，供用户参考和使用。
21、优选的，在步骤s6中，所述评估算法的公式如下：
22、
23、其中，mse表示模型输出值与实际值差值平方和的均值,n表示样本量，yi表示输出值，yi表示实际值，模型目标均方误差设置为0.0001。
24、优选的，在步骤s6中，所述性能评估包括定位精度、接收机灵敏度、抗干扰能力指标。
25、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
26、1、本发明通过将获得的数据信息进行归一化处理，防止仿真结果与实际情况存在偏差的问题，便于后续模型训练的效率，提高后续导航仿真的构建效果。
27、2、本发明通过系统设计与验证、信号仿真、算法测试与优化以及性能评估等多个环节的有机结合，实现了对卫星导航系统的全面、逼真和高效的仿真测试，为卫星导航系统的研发、优化和应用提供了有力的支持。
技术特征：
1.一种卫星导航仿真场景的构建方法，其特征在于：包括以下步骤；
2.如权利要求1所述一种卫星导航仿真场景的构建方法，其特征在于：在步骤s2中，所述归一化处理的计算公式如下：
3.如权利要求1所述一种卫星导航仿真场景的构建方法，其特征在于：在步骤s3中，所述检验算法的计算公式如下：
4.如权利要求1所述一种卫星导航仿真场景的构建方法，其特征在于：在步骤s5中，所述导航定位算法的操作步骤：首先需要接收导航信号，接着对接收到的导航信号进行处理，然后根据处理后的导航信号，进行位置解算，确定当前的位置，然后再将不同来源的导航信号进行融合，最后将定位结果以可视化的形式显示在地图上，供用户参考和使用。
5.如权利要求1所述一种卫星导航仿真场景的构建方法，其特征在于：在步骤s6中，所述评估算法的公式如下：
技术总结
本发明属于卫星导航仿真技术领域，提供了一种卫星导航仿真场景的构建方法，包括场景设计、数据采集、构建仿真模型、信号仿真、算法实现和性能评估等步骤；本发明通过将获得的数据信息进行归一化处理，防止仿真结果与实际情况存在偏差的问题，便于后续模型训练的效率，提高后续导航仿真的构建效果，同时通过系统设计与验证、信号仿真、算法测试与优化以及性能评估等多个环节的有机结合，实现了对卫星导航系统的全面、逼真和高效的仿真测试，为卫星导航系统的研发、优化和应用提供了有力的支持。
技术研发人员：杨依凡,朱晨昊,岳忠奇,杨艳良,武伟,吴相锐,任鸿杰,王雪
受保护的技术使用者：北方自动控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23