一种全球定位系统导航数据的完整性存储方法技术方案

一种全球定位系统导航数据的完整性存储方法，适用于GPS软件接收机的数据存储系统，利用创新设计的数据结构对GPS导航数据进行存储，从而保证了GPS接收机温启动和热启动时所利用的导航数据的完整性。该数据存储区包括星历数据部分、历书数据部分和数据完整标识部分，GPS接收机解码获得导航数据后，将一系列需要的星历、历书等数据分别传输进星历数据部分和历书数据部分，当所有数据都完整后，对数据完整标识部分进行设置，实现用于GPS导航数据完整性的数据存储，从而给GPS接收机识别完整的、可用的导航数据提供了确定的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于GPS导航领域，涉及一种适用于GPS软件接收机数据存储系统、利用数据结构对GPS导航数据进行存储的方法。
技术介绍
卫星导航系统接收机的首次定位时间是衡量接收机性能的重要指标之一。在对卫星信号的初次搜索中，先验信息十分重要，它与接收机的启动状态息息相关。一般地，星历、 历书、时间和接收机的位置、速度均有效时，为热启动状态，只有星历无效时为温启动状态， 星历和历书均无效时为冷启动状态。在冷启动状态下，为找到视界内的卫星，需要在天空中搜索所有可能的PRN码 (Pseudo Radom Noise,伪随机噪声码,为GPS信号上的一种测距码),让接收机进入工作的过程可能需要数分钟。在温启动和热启动状态下，利用卫星和接收机的概略PVT (位置、速度和时间)信息选定卫星星座，并估计捕获卫星信号的传播时延和视距多普勒，使接收机在搜索卫星时做到有的放矢，从而大大缩短了卫星信号捕获、跟踪的时间，进而缩短了首次定位时间。可见，已知接收机概略PVT信息后，导航信息的完整性、有效性是决定接收机启动状态，进而影响接收机性能的关键。导航电文是二进制编码文件，是以帧与子帧的结构形式按照规定的格式组成的数据流。每颗卫星一帧一帧地向外播发导航电文，而在发送每帧电文的时候，卫星又是以一个子帧一个子帧的形式进行。导航电文中包含有卫星星历、卫星历书等用于定位的重要信息。星历数据中包括星期数、卫星健康状况、群延迟差别估计等总共27个参数。历书数据中包括卫星的伪随机噪声码号、卫星健康状况、历书基准时间等总共13个参数。卫星导航系统接收机的首次定位时间是衡量接收机性能的重要指标之一。在对卫星信号的初次搜索中，先验信息十分重要，它与接收机的启动状态息息相关。GPS接收机启动时，利用卫星和接收机的概略PVT (位置、速度和时间)信息选定卫星星座，并估计捕获卫星信号的传播时延和视距多普勒，使接收机在搜索卫星时做到有的放矢，从而大大缩短了卫星信号捕获、跟踪的时间，进而缩短了首次定位时间。所以，已知接收机概略PVT信息后， 导航信息的完整性、有效性是决定接收机启动状态，进而影响接收机性能的关键。现在大多数GPS接收机对下载的导航数据不做任何处理，直接存储进存储器，随之而来的一个问题是，当GPS接收机在存储导航数据时发生突发情况，例如突然断电、接收机无故死机或者其他种种意外，造成下载的导航数据的完整性、有效性无法保证，从而该条导航信息是无效的。但是GPS接收机对此无法进行正确地判断，当GPS接收机再次启动时， 接收机因无法有效识别该条存储数据的不完整性，仍旧将其当成有效PVT信息使用，由此选定的卫星星座必定不正确，进而大大延长了首次定位时间，极大地降低了接收机的性能
技术实现思路
技术问题本专利技术提供了一种可以使GPS在启动时迅速辨别可用导航数据，进入不同的启动模式，从而缩短首次定位时间，提高GPS接收机性能的全球定位系统导航数据的完整性存储方法。本专利技术解决了 GPS接收机突然死机后无法识别最新存储的导航数据有效性造成首次定位时间延长的问题。技术方案本专利技术的，包括以下步骤1)全球定位系统GPS接收机解码获得导航数据后，将解码后的星历数据传输进星历数据存储模块存储，当所有解码获得的星历数据存储完毕后，在所述星历数据整体后预留一个星历空白位置；2)从星历数据存储模块读取星历数据，并与步骤I)中GPS接收机解码获得的星历数据进行比较，若两者相同，说明存储的星历数据是完整的有效的，此时形成一个星历完整标识插入到步骤I)中所述的星历空白位置中，再进入步骤3);若两者不相同，则直接进入步骤 3)；3)GPS接收机解码获得导航数据后，将解码后的历书数据传输进历书数据存储模块存储，当所有历书数据存储完毕后，在所述历书数据整体后预留一个历书空白位置，所述历书空白位置的比特位与星历空白位置的比特位不同；4)从历书数据存储模块读取历书数据，并与步骤I)中GPS接收机解码获得的历书数据进行比较，若两者相同，说明存储的历书数据是完整的有效的，此时形成一个历书完整标识插入到步骤3)中所述的历书空白位置中，再进入步骤5);若两者不相同，则直接进入步骤 5)；5)在所述历书空白位置后预留一个导航数据空白位置，所述导航数据空白位置的比特位与历书空白位置和星历空白位置的比特位均不同；6)根据比特位大小来确定星历空白位置和历书空白位置在存储器中的地址，按照所述地址对两者进行读取，判断两者是否均已插入了完整标识，若是，则形成一个导航数据完整标识插入到步骤5)中的导航数据空白位置后结束本次导航数据完整性存储，若否，则直接结束本次导航数据完整性存储。本专利技术的全球定位系统导航数据完整性存储方法中，数据存储区包括星历数据部分、历书数据部分和数据完整标识部分。GPS接收机解码获得导航数据后，将解码后的星历数据传输进历书数据存储模块存储，当所有星历数据存储完毕后，在所述星历数据后预留一个星历空白位置，将存储进存储器的星历数据与接收机解码出的星历数据进行比较，若两者相同，形成一个星历完整标识插入到预留的星历空白位置，此标识可以是一个固定的字符或者数字，表示此条导航数据的星历数据部分是完整、有效的，然后进入历书数据下载阶段；若两者不同则不对星历空白位置进行任何操作进入历书数据下载阶段。在历书数据的存储阶段，GPS接收机解码获得导航数据后，将解码后的历书数据传输进历书数据存储模块存储，当所有历书数据存储完毕后，在历书数据后预留一个历书空白位置，所述历书空白位置的比特位与星历空白位置的比特位不同。将存储进存储器的历书数据与接收机解码出的历书数据进行比较，若两者相同，形成一个历书完整标识插入到预留的星历空白位置，此标识与星历完整标识类似，可以是一个固定的字符、字符串或者数4字，但是与星历完整标识是不同的，表示此条导航数据的历书数据部分是完整、有效的，然后在所述历书空白位置后预留一个导航数据空白位置，所述导航数据空白位置的比特位与历书空白位置和星历空白位置的比特位均不同；若两者不同则不对历书空白位置进行任何操作，直接在所述历书空白位置后预留一个导航数据空白位置，所述导航数据空白位置的比特位与历书空白位置和星历空白位置的比特位均不同。根据比特位大小来确定星历空白位置和历书空白位置在存储器中的地址，按照所述地址对两者进行读取，判断两者是否均已插入了完整标识，若是，则形成一个导航数据完整标识插入到步骤导航数据空白位置后结束本次导航数据完整性存储，标识此条导航数据是完整的、有效的；若否，则直接结束本次导航数据完整性存储。有益效果本专利技术和现有技术相比，具有以下优点为了缩短GPS首次定位时间，使GPS接收机能够迅速识别所存储的导航数据的完整性和可用性，本专利技术将GPS导航数据进行重新组织，使得GPS接收机在存储导航数据时，对完整存储的星历数据和历书数据进行状态标记，在下一次GPS接收机启动时，就可以根据状态标记进行迅速判别，从而保证了 GPS接收机温启动和热启动时所利用的导航数据的完整性。本专利技术导航数据的数据结构进行设计，以使GPS接收机在重新启动时能迅速辨别所需导航数据的完整性。本专利技术无需增加任何硬件电路，计算与存储资源的开销极小，在 GPS接收机重新启动时，可以使得接收机快速辨别所需数据的完整性，从而进入相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，胡晨，王嘉，黄少珉，戚隆宁，张哲，刘新宁，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：