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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及gnss导航定位领域,尤其涉及一种基于dbscan的gnss定位方法和装置。
技术介绍
1、全球卫星导航系统(gnss)已经成为了现代测量领域中最广泛使用的技术之一。它可以用于测量位置、速度和时间等参数,因此在许多应用领域中被广泛采用,包括航空、航海、车辆导航、地质勘探等。
2、然而,在gnss测量中,由于多种原因(如信号传输过程中的干扰、接收机本身的误差等),会出现异常大的测量值,即粗差(outlier)。这些粗差会严重影响到gnss测量结果的准确性和可靠性,因此需要进行粗差检测和剔除。
3、gnss粗差检测和剔除技术可以分为两类:统计学方法和基于模型的方法。其中,统计学方法主要是基于数据分析,利用一些经典的统计学方法来检测粗差。比如,grubbs检验、dixon检验、均值-方差方法等。这些方法可以通过比较测量值和平均值、方差等参数来确定是否存在粗差。这些方法适用于简单的测量场景,但对于复杂的测量场景,其精度和可靠性可能会受到限制。
4、基于模型的方法则是基于对gnss测量数据的物理模型进行建模,通过拟合模型来确定粗差,比如,最小二乘法拟合、kalman滤波器、波动分析等。这些方法在复杂测量场景中表现良好,可以有效地检测和剔除粗差。此外,这些方法还可以用于模型精度的评估和改进。
5、对于基于模型的方法而言,其主要缺点包括:
6、(1)对模型的依赖性
7、基于模型的方法依赖于对测量数据的物理模型的建模,因此对模型的准确性和可靠性要求较高。如果模
8、(2)需要大量的计算资源
9、基于模型的方法通常需要大量的计算资源来完成建模和拟合过程,因此在实际应用中,需要考虑计算时间和计算资源的限制。
10、(3)对参数设置的要求较高
11、基于模型的方法通常需要对一些参数进行设置,如滤波器的噪声方差等。如果参数设置不当,可能会影响模型的精度和可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足,提供一种基于dbscan的gnss定位方法和装置。
2、为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供了以下技术方案:
3、一种基于dbscan的gnss定位方法,包括以下步骤:
4、s1.基准站接收机和流动站接收机接收gnss卫星的原始数据;
5、s2.测定基准站接收机天线相位中心坐标,将该坐标记为t;
6、s3.使用静态解算的方法对t、基准站接收机和流动站接收机接收gnss卫星的原始数据进行处理,解算出基准站到流动站的基线向量集合a;
7、s4.使用rtk检核基线向量集合a中不同时间段得到的基线向量的准确度,若准确度低于设定的阈值,则判断该时间段内得到的基线向量是错误的,并将不同时间段得到的错误的基线向量集合到集合b,rtk为动态差分技术;
8、s5.使用卡尔曼滤波对b中的基线向量进行平滑处理,得到集合c;
9、s6.任意选定一段时间,使用dbscan聚类算法对在选定的一段时间内的基线向量簇csub进行聚类,得到不同的聚类后的基线向量簇d1,d2,…,dn,并在d1,d2,…,dn中选定基线向量最多的基线向量簇dmax,基线向量簇csub为集合c的子集;
10、s7.求得dmax的平均值,得到最终基线向量bf。
11、优选地,在步骤s1中,gnss卫星的原始数据包括载波相位、星历和伪距。
12、优选地在步骤s4中,使用rtk检核基线向量集合a中不同时间段得到的基线向量的准确度,若准确度低于设定的阈值,则判断该时间段内得到的基线向量是错误的,并将不同时间段得到的错误的基线向量集合到集合b中,具体过程如下:
13、利用rtk对t、基准站接收机和流动站接收机接收gnss卫星的原始数据进行处理,解算出基准站到流动站的基线向量集合a‘,以a‘中的基线向量作为标准,计算a中各时间段的基线向量的准确度。
14、优选地,在步骤s6中,任意选定一段时间,使用dbscan聚类算法对在选定的一段时间内的基线向量簇csub进行聚类,得到不同的聚类后的基线向量簇d1,d2,…,dn,并在d1,d2,…,dn中选定基线向量最多的基线向量簇dmax,基线向量簇csub为集合c的子集,包括以下步骤:
15、s61.设定邻域大小,用eps表示领域的范围半径,用minpts表示基线向量簇d1,d2,…,dn中基线向量的最小数量;
16、s62.在选定时间范围内的基线向量簇csub中任意选择一个基线向量p,并判断p是否被访问;
17、s63.在判断基线向量p已被访问时,则跳过基线向量p,重复步骤s62;在判断基线向量p未被访问时,确定基线向量p的邻域q,查找q内所有的基线向量并确定数量,并判断数量是否小于minpts;
18、s64.当q的数量小于minpts时,将基线向量p标记为噪点,并将基线向量p标记为已访问;在q的数量不小于minpts时,创建一个新的基线向量簇m,并将基线向量p及其邻域内的所有基线向量添加到基线向量簇dn中,将基线向量簇dn中的所有基线向量标记为已访问;
19、s65.在基线向量簇dn中任意选定一个基线向量t,查询t邻域w中基线向量的数量,判断w的基线向量数量是否小于minpts,如果小于,则将w中所有的基线向量加入到dn中,并将w中所有的基线向量标记为已访问;如果不小于,返回步骤s62;
20、s66.判断t是否在加入dn簇之前不属于任何簇,如果不属于,则将t保留到dn中,返回步骤s62;如果属于,则将t从dn中剔除,并返回步骤s65和步骤s66;
21、s67.重复步骤s62至s66的步骤直至将csub中所有的基线向量聚类为d1,d2,…,dn或被标记为噪点;
22、s68.在d1,d2,…,dn中选定基线向量最多的基线向量簇dmax。
23、一种基于dbscan的gnss定位装置,包含至少一个处理器和至少一个与处理器通信连接的存储器,所述存储器存储有被至少一个处理器执行的指令,所述指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行所述方法的任意步骤。
24、与现有技术相比,本专利技术的有益效果:
25、本专利技术通过rtk对使用静态解算的方法解算出基准站和流动站的基线向量集合a进行准确度检核,并将准确度低于准确度阈值的基线向量归到一个集合中,并通过卡尔曼滤波算法将集合中的基线向量进行平滑处理,得到新的集合,在通过dbscan聚类算法对新的集合中的基线向量进行聚类处理,对包括了最多的基线向量的聚类类别求解平均值,作为最终的基线向量,提高了基线向量的准确性,也就是提高了gnss定位系统的定位结果准确性。
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1.一种基于DBSCAN的GNSS定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于DBSCAN的GNSS定位方法,其特征在于,在步骤S1中,GNSS卫星的原始数据包括载波相位、星历和伪距。
3.根据权利要求1所述的一种基于DBSCAN的GNSS定位方法,其特征在于,在步骤S4中,使用RTK检核基线向量集合A中不同时间段得到的基线向量的准确度,若准确度低于设定的阈值,则判断该时间段内得到的基线向量是错误的,并将不同时间段得到的错误的基线向量集合到集合B中,具体过程如下:
4.根据权利要求1所述的一种基于DBSCAN的GNSS定位方法,其特征在于,在步骤S6中,任意选定一段时间,使用DBSCAN聚类算法对在选定的一段时间内的基线向量簇Csub进行聚类,得到不同的聚类后的基线向量簇D1,D2,…,Dn,并在D1,D2,…,Dn中选定基线向量最多的基线向量簇Dmax,基线向量簇Csub为集合C的子集,包括以下步骤:
5.实施权利要求1至4任意一项所述方法的一种基于DBSCAN的GNSS定位装置,其特征在于,包含至少一个
...【技术特征摘要】
1.一种基于dbscan的gnss定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于dbscan的gnss定位方法,其特征在于,在步骤s1中,gnss卫星的原始数据包括载波相位、星历和伪距。
3.根据权利要求1所述的一种基于dbscan的gnss定位方法,其特征在于,在步骤s4中,使用rtk检核基线向量集合a中不同时间段得到的基线向量的准确度,若准确度低于设定的阈值,则判断该时间段内得到的基线向量是错误的,并将不同时间段得到的错误的基线向量集合到集合b中,具体过程如下:
4.根据权利要求1所述的一种基于dbscan的...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵龙,王君楼,梅熙,张可军,罗永亮,杨锋,唐敏,王国祥,刘志鹏,陈海军,郑子天,
申请(专利权)人:中铁二院工程集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:
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