本发明专利技术公开了一种多测站广播星历确定用户测距精度上界值（URA_UB）的方法，涉及卫星导航系统性能的监测与评估。该方法采用频次加权模式识别确定单个测站用户测距精度（URA）表示形式，再根据多个测站广播星历中的用户测距精度（URA）值确定对应时刻、对应卫星的用户测距精度上界值（URA_UB）。本发明专利技术合成的用户测距精度上界值可用于全球卫星导航系统空间信号的完好性监测与评估，为提升卫星导航系统性能提供更科学的参考依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星导航系统性能监测与评估，更具体涉及合成GPS广播星历时，确定用户测距精度(UserRangeAccuracy‐URA)参数统一表达形式以及上界值的方法，该方法适用于GPS卫星导航系统完好性监测与评估的广播星历合成。
技术介绍
精度、完好性、连续性与可用性是卫星导航系统四个重要性能指标，其中完好性对民航等涉及生命安全的应用领域至关重要，其性能监测与评估备受关注。而GPS空间信号(SignalinSpace–SIS)完好性的监测与评估是GPS系统完好性保障中的重要组成部分，它和广播星历中的用户测距精度(URA)指标以及卫星健康标记密切相关：GPS现代化之前，当卫星健康标记为0时，用户测距误差(UserRangeError-URE)超过4.42×URA_UB(URA上界值)，但未及时报警的概率小于10-5/h(称之为完好性风险)；GPS现代化以后，当完好性状态标记(IntegrityStatusFlag-ISF)为0时，完好性风险与现代化前的相同，当完好性标记(ISF)为1(即为“增强”模式)时，用户测距误差(URE)超过5.73倍的用户测距精度上界值(URAUpperBoundvalue–URA_UB)，但未及时报警的概率小于10-8/h。由此可见，用户测距精度上界值(URA_UB)在卫星导航系统的完好性保障、完好性监测与评估中具有关键作用。然而，现在合成的广播星历中还没有一种统一的用户测距精度上界值可用于GPS空间信号完好性监测与评估。广播电文中的用户测距精度是四位二进制数表示的指数形式(URAIndex–URA_IX)，除此外，还有用户测距精度上界值(URA_UB)，用户测距精度下界(URALowerBoundvalue-URA_LB)、用户测距精度名义值(URANormalValue-URA_NV)两种形式。四种表示形式对应的值如下表所示(GPSNavstarJointProgramOffice,NavstarGPSSpaceSegment/NavigationUserInterfaces,IS-GPS-200,RevisionH,GPSNavstarJointProgramOffice,ElSegundo,CA,Sep.7,2013)：表2用户测距精度的四种不同表示形式表2中，当用户测距精度指数等于15时，表示无可用的预测准确度，用户使用该卫星定位时，风险自担。各接收机厂家采用的处理方式不同，导致其输出的URA值含义不尽相同，例如国际GNSS服务组织(IGS)有些测站获取的广播星历中的用户测距精度采用名义值形式，如测站dgar的接收机(类型：ASHTECHUZ-12)、测站dgav的接收机(类型：JAVADTRE_G3TH)，而有些采用指数形式，如测站nist的接收机(类型：NOVOEM4-G2)、测站mat1的接收机(类型：TRIMBLE4000SSI)，此外还有些接收机采用下界值、上界值作为用户测距精度的表示形式。而国际GNSS服务组织(IGS)提供的合成广播星历(brdc)中的用户测距精度(URA)参数表达形式也不统一，比如2015年9月17日(年积日260天)至2015年10月16日(年积日289天)间，国际GNSS服务组织(IGS)提供的GPS合成广播星历(brdc)中的用户测距精度值主要是{0,2,2.8,2.9,4,5.7,8,4096本文档来自技高网...
【技术保护点】
多测站广播星历确定用户测距精度上界值的方法，其特征在于，该方法是在有N个可以提供广播星历数据的GNSS测站的条件下，确定用户测距精度的上界值，具体步骤如下：a、给每个测站一个序号，第m个测站是指序号为m的测站，m＝1,2,…,N；a1、令m＝1；b、如果m>N，执行步骤m，否则读取第m个测站的广播星历数据，存入集合中，其中Mi表示该测站第i组广播星历数据，i＝1,2,…,n，n表示第m个测站的广播星历组数；c、将第m个测站广播星历中的用户测距精度存入向量Sm中，Sm＝[s1,s2,…,sn]，其中si为第i组广播星历Mi中的用户测距精度,i＝1,2,…,n；d、构造向量S'，向量S'的第一个元素为s′1，s′1＝s1；d1、令i＝2，l＝1；d2、读取S中的第i个元素si，令j＝1；d3、读取S'中的第j个元素s'j；d4、当si＝s'j，令i＝i+1，如果i>n执行步骤e，否则执行步骤d2，当si≠s'j，令j＝j+1，如果j>l，执行步骤d5，否则执行步骤d3；d5、令l＝l+1，S'的第l个元素s′l＝si；e、统计S'的元素s′i在Sm中出现的次数，记为fi，其中i＝1,2,…,l，组成向量f＝[f1,f2,…,fl]；f、对f进行归一化处理，得到f'f′=[f1′,f2′,...,fl′]=1n[f1,f2,...,fl]]]>g、令L1＝URA_IX＝[0,1,…,15]，称URA_IX为用户测距精度指数向量，L2＝URA_LB＝[0.00,2.40,3.40,4.85,6.85,9.65,13.65,24.00,48.00,96.00,192.00,384.00,768.00,1536.00,3072.00,6144.00]，称URA_LB为用户测距精度下界向量，L3＝URA_NV＝[2.00,2.83,4.00,5.66,8.00,11.31,16.00,32.00,64.00,128.00,256.00,512.00,1024.00,2048.00,4096.00]，称URA_NV为用户测距精度名义向量，L4＝URA_UB＝[2.40,3.40,4.85,6.85,9.65,13.65,24.00,48.00,96.00,192.00,384.00,768.00,1536.00,3072.00,6144.00]，称URA_UB为用户测距精度上界向量；h、辨识第m个测站采用的用户测距精度表示形式，令k＝1；h1、构造b＝[b1,b2,…,bl]，其中h2、令wk＝f'bT，其中bT表示b的转置向量；h3、令k＝k+1h4、当k≤4时，返回步骤h1，否则执行步骤i；i、令wmax＝max{w1,w2,w3,w4}i1、如果wmax<0.9，将置为空集，令m＝m+1，执行步骤b；i2、否则，令k＝4；i3、如果wmax＝wk，则用户测距精度采用的是Lk对应的用户测距精度表达形式，执行步骤j；i4、如果wmax≠wk，令k＝k‑1，执行步骤i3；j、将第m个测站的用户测距精度替换为上界值，令k0＝1；j1、读取Sm中的第k0个元素sk0；j2、如果sk0>6144.00，令执行步骤j5，否则，令k1＝1，执行步骤j3；j3、如果sk0＝Lk(k1)，令执行步骤j5，其中Lk(k1)表示向量Lk的第k1个元素，k的取值在执行步骤j前已确定，1≤k≤4，否则，令k1＝k1+1，执行步骤j4；j4、如果k1≤15，执行步骤j3，否则，如果k≤2且k1≥16，或者k>2且k1>15，令执行步骤j5；j5、将广播星历Ek0中的用户测距精度替换为j6、将广播星历Ek0中6个调和改正项幅值Cuc、Cus、Crc、Crs、Cic、Cis、平动点偏差Δn、参考历元的平近点角M0、轨道偏心率e、按参考历元计算的升交点赤经Ω0、升交点赤经变化率近地点角ω、轨道半长轴平方根以及参考历元的轨道倾角i0，共14个参数作为稳健星历参数向量ER,k0，而将卫星编号PRN、星历参考历元toe、卫星钟差参考历元toc、卫星健康状况标记health_if、用户测距精度上界值URA_UB作为非稳健星历参数向量即ER,k0=[Cuc,Cus,Crc,Crs,Cic,Cis,Δn,M0,e,Ω0,Ω·,ω,A,i0]]]>ER‾,k0=[PRN,toe,toc,health_if,URA_UB]]]>卫星编号PRN、星历参考历元toe、卫星钟差参考历元toc、卫星健康状况标记health_if、用户测距精度上界...
【技术特征摘要】
1.多测站广播星历确定用户测距精度上界值的方法，其特征在
于，该方法是在有N个可以提供广播星历数据的GNSS测站的条件
下，确定用户测距精度的上界值，具体步骤如下：
a、给每个测站一个序号，第m个测站是指序号为m的测站，
m＝1,2,…,N；
a1、令m＝1；
b、如果m>N，执行步骤m，否则读取第m个测站的广播星历
数据，存入集合中，其中Mi表示该测站第i组广
播星历数据，i＝1,2,…,n，n表示第m个测站的广播星历组数；
c、将第m个测站广播星历中的用户测距精度存入向量Sm中，
Sm＝[s1,s2,…,sn]，其中si为第i组广播星历Mi中的用户测距精度,
i＝1,2,…,n；
d、构造向量S'，向量S'的第一个元素为s′1，s′1＝s1；
d1、令i＝2，l＝1；
d2、读取S中的第i个元素si，令j＝1；
d3、读取S'中的第j个元素s'j；
d4、当si＝s'j，令i＝i+1，如果i>n执行步骤e，否则执行步骤d2，
当si≠s'j，令j＝j+1，如果j>l，执行步骤d5，否则执行步骤d3；
d5、令l＝l+1，S'的第l个元素s′l＝si；
e、统计S'的元素s′i在Sm中出现的次数，记为fi，其中i＝1,2,…,l，
\t组成向量f＝[f1,f2,…,fl]；
f、对f进行归一化处理，得到f'
f′=[f1′,f2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，蒋虎，欧吉坤，袁运斌，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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