实时钟差预报方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种实时钟差预报方法、装置和计算机设备，数据处理系统基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取卫星的实时钟差；然后对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；钟差预报模型用于表征实时钟差的变化特征；最后，根据钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。采用上述方法可以提升预报钟差的精度；进一步地，随着数据处理系统获得的预报钟差精度提升，在实时观测数据中断的情况下用户也可以通过高精度的预报钟差获得精密定位服务，从而提升卫星导航系统提供钟差服务的稳定性和连续性。

Real time clock error prediction method, device and computer equipment

【技术实现步骤摘要】
实时钟差预报方法、装置和计算机设备
本申请涉及卫星
，特别是涉及一种实时钟差预报方法、装置和计算机设备。
技术介绍
导航卫星自身的时钟给出的时间与世界标准时间的差异即为卫星钟差，获取精确的卫星钟差是全球导航卫星系统(英文：GlobalNavigationSatelliteSystem；简写：GNSS)进行精密导航定位的重要条件。由于导航卫星获得的卫星钟差受外界环境和自身硬件的影响较大，难以精确模型化，通常采用地面基准站接收导航卫星发送的实时观测数据，并将实时观测数据发送给数据处理系统，通过数据处理系统对实时观测数据进行处理，生成钟差产品供用户使用。在实时观测数据出现中断，或者数据出现较大延迟时，用户收到的实时钟差产品均会出现不同程度的中断或缺失，影响实时精密定位服务系统的稳定性与连续性。传统技术中，数据处理系统可以根据已获得的卫星钟差进行建模，例如采用线性模型、二次或更高阶的多项式模型、灰色模型、ARIMA模型和神经网络模型等，在一定的时间内生成预报钟差，当实时观测数据流出现中断、数据链路延迟或者数据处理系统故障时采用预报钟差向用户提供精密定位服务，在数据处理系统恢复重启后再基于实时观测数据向用户提供钟差产品。但是，采用上述方法获得的预报钟差精度较差，不能满足精确定位的需求。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种实时钟差预报方法、装置和计算机设备。一种实时钟差预报方法，上述方法包括：基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取卫星的实时钟差；对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；钟差预报模型用于表征实时钟差的变化特征；根据钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。在其中一个实施例中，上述对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型，包括：对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行线性拟合，获得钟差线性拟合模型；将同一历元的钟差线性拟合模型的值与实时钟差相减，获得线性预报残差序列；根据线性预报残差序列提取实时钟差的残差变化特征；基于钟差线性拟合模型以及残差变化特征，构建钟差预报模型。在其中一个实施例中，上述根据线性预报残差提取实时钟差的残差变化特征，包括：对线性预报残差序列进行傅里叶变换，获得多个周期项模型；周期项模型中包含多个周期项以及多个周期项的系数；分别根据各周期项模型计算线性预报残差序列中各个残差对应的残差估计值；计算线性预报残差序列中，各个拟合残差值与对应的残差估计值的差值的平方和；将平方和最小的周期项模型确定为实时钟差的残差变化特征。在其中一个实施例中，上述获得钟差预报模型之后，还包括：更新钟差预报模型的构建时间。在其中一个实施例中，上述滑动窗口包含至少两个不同长度的滑动窗口，对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，获得钟差预报模型，包括：分别对各滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，获得各滑动窗口对应的钟差预报模型。在其中一个实施例中，上述方法还包括：确定当前时刻的实时钟差的播发状态是否正常；若是，则向用户播发当前时刻的实时钟差；若否，则向用户播发当前时刻的预报钟差。在其中一个实施例中，上述向用户播发当前时刻的预报钟差，包括：根据预报时长，选择预报时长对应的钟差预报模型，以获得目标预报钟差；预报时长为当前历元距离播发状态出现异常时刻之间的时长；向用户播发目标预报钟差。在其中一个实施例中，上述滑动窗口的长度分别为第一时长、第二时长和第三时长，第二时长大于第一时长，且小于第三时长；钟差预报模型包括第一时长对应的第一预报模型、第二时长对应的第二预报模型，以及第三时长对应的第三报模型；根据预报时长，选择预报时长对应的钟差预报模型，获得目标预报钟差，包括：若预报时长小于第一时长，则确定第一预报模型输出的预报钟差为目标预报钟差；若预报时长小大于或等于第一时长，并小于第二时长，则确定第二预报模型输出的预报钟差为目标预报钟差；若预报时长小大于或等于第二时长，并小于第三时长，则确定第三预报模型输出的预报钟差为目标预报钟差。一种钟差预报装置，上述装置包括：获取模块，用于基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取卫星的实时钟差；构建模块，用于对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；钟差预报模型用于表征实时钟差的变化特征；计算模块，用于根据钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实时钟差预报方法的步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实时钟差预报方法的步骤。上述实时钟差预报方法、装置和计算机设备，数据处理系统基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取卫星的实时钟差；然后对滑动窗口内各个历元的实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；钟差预报模型用于表征实时钟差的变化特征；最后，根据钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。由于数据处理系统构建钟差预报模型时采用的实时钟差是通过滑动窗口提取的，因此可以更灵活地捕捉预报时实时钟差的变化趋势，从而提升了预报钟差的精度；进一步地，随着数据处理系统获得的预报钟差精度提升，在实时观测数据中断的情况下用户也可以通过高精度的预报钟差获得精密定位服务，从而提升卫星导航系统提供钟差服务的稳定性和连续性。附图说明图1为一个实施例中实时钟差预报方法的应用环境图；图2为一个实施例中实时钟差预报方法的流程示意图；图3为另一个实施例中实时钟差预报方法的流程示意图；图4为另一个实施例中实时钟差预报方法的流程示意图；图5为另一个实施例中实时钟差预报方法的流程示意图；图6为另一个实施例中实时钟差预报方法的流程示意图；图7为一个实施例中实时钟差预报装置的结构框图；图8为另一个实施例中实时钟差预报装置的结构框图；图9为另一个实施例中实时钟差预报装置的结构框图；图10为另一个实施例中实时钟差预报装置的结构框图；图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供的实时钟差预报方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，基准站100接收导航卫星200播发的实时观测数据，并将实时观测数据转发给数据处理系统300进行处理，获得钟差产品；上述导航系统可以但不限于是北斗导航系统、全球定位系统(GlobalPositioningSystem，简称GPS)、格洛纳斯系统、伽利略卫星定位系统等。上述数据处理系统可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。在一个实施例中，如图2所示，提供了一种实时钟差预报方法，以该方法应用于图1中的数据处理系统为例进行说明，包括：S101、基于基准站获取的卫星实时观测数据获取卫星的实时钟差。对于卫星导航系统而言，时间的作用至关重要，时间的测量精度决定着间距的测量精度。例如，0.03纳秒的时间测量误差，其等效距离误差可以是1厘米。所以，卫星导航系统需要高精度的钟差，才能实现高精度的导航与定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实时钟差预报方法，其特征在于，所述方法包括：基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取所述卫星的实时钟差；对滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，所述滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；所述钟差预报模型用于表征所述实时钟差的变化特征；根据所述钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。

【技术特征摘要】
1.一种实时钟差预报方法，其特征在于，所述方法包括：基于基准站网获取的卫星实时观测数据获取所述卫星的实时钟差；对滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型；其中，所述滑动窗口位于当前历元之前并随时间滑动；所述钟差预报模型用于表征所述实时钟差的变化特征；根据所述钟差预报模型计算待预报历元的预报钟差。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行拟合，构建钟差预报模型，包括：对所述滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行线性拟合，获得钟差线性拟合模型；将同一历元的所述钟差线性拟合模型的值与所述实时钟差相减，获得线性预报残差序列；根据所述线性预报残差序列提取所述实时钟差的残差变化特征；基于所述钟差线性拟合模型以及所述残差变化特征，构建所述钟差预报模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述线性预报残差序列提取所述实时钟差的残差变化特征，包括：对所述线性预报残差序列进行傅里叶变换，获得多个周期项模型；所述周期项模型中包含多个周期项以及所述多个周期项的系数；分别根据各所述周期项模型计算所述线性预报残差序列中各个拟合残差对应的残差估计值；计算所述线性预报残差序列中，所述各个拟合残差值与对应的残差估计值的差值的平方和；将所述平方和最小的周期项模型确定为所述实时钟差的残差变化特征。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述获得钟差预报模型之后，还包括：更新所述钟差预报模型的构建时间。5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述滑动窗口包含至少两个不同长度的滑动窗口，所述对滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行拟合，获得钟差预报模型，包括：分别对各所述滑动窗口内各个历元的所述实时钟差进行拟合，获得各所述滑动窗口对应的钟差预报模型。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴志强，葛茂荣，鲍志雄，李成钢，史小雨，左翔，
申请(专利权)人：广州中海达卫星导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44