大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法与装置，本发明专利技术的方法基于任务并行和数据并行，从底层设计并实现大规模GNSS网观测数据格式转换、文件检查、钟跳探测与修复、周跳探测与修复、相位平滑伪距和误差改正与消除的多核并行执行；基于网络多节点协同，采用WCF技术建立并发布站星计算并行计算网络服务，实现多节点环境下的大规模GNSS网观测数据网络协同干净站星斜径距离并行计算，最终得到“干净”的站星斜径距离和各种误差模型的改正值。本发明专利技术实现了大规模GNSS网干净站星斜径距离并行计算，经济和社会效益巨大。

Parallel preprocessing method and device for slant path distance of clean station in large scale GNSS network

【技术实现步骤摘要】
大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法与装置
本专利技术属于大规模GNSS网干净站星斜径距离处理领域。
技术介绍
数据预处理是测量数据处理中的重要环节之一，为了满足较高的解算精度需求、确保服务的连续性、完好性和可用性，利用站星之间的观测信息，采用特定的模型与算法，对GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem)数据、产品及服务进行连续监测、控制、诊断和改进，其优劣直接影响解算的精度和可靠性，预处理的结果即为干净的站星斜径距离。由于大型GNSS网中数据的复杂性和多样性，海量的源数据和解算辅助文件的准备工作会耗费大量的时间，已有高效的站星斜径距离计算方法算法会随着数据规模的增大、数据跨度的变长而变得低效，导致干净站星斜径距离计算占用大量的数据处理时间，成为限制大网数据快速解算的主要因素之一。国内外研究机构和研究人员大规模GNSS网观测数据预处理和并行计算进行了广泛的关注和研究，发表的文献主要包括：国外《GeophysicalResearchLetters》的《AnautomaticeditingalgorithmforGPSdata》、《ParallelcomputationofregionalCORSnetworkcorrectionsbasedonionospheric-freePPP》和《Parallelresolutionoflarge-scaleGNSSnetworkun-differenceambiguity》，国内《武汉大学学报(信息科学版)》的《GNSS精密单点定位中的实时质量控制》、《GNSS实时数据质量控制》和《大规模GNSS基线向量网抗差并行贝叶斯估计》、《测绘学报》的《多核环境下的GNSS数据并行处理研究》、《测绘科学技术学报》的《多核环境下的GNSS网平差数据并行处理研究》、《GNSS大网双差模型并行快速解算方法》。而上述对GNSS数据的并行解算中，已有研究集中在基线向量网平差、双差基线解算、非差解算、非差模糊度固定和区域增强等方面。现有技术中并未有对干净站星斜径距离并行预处理方法的研究，现有方法处理速度慢，效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法与装置，用于解决现有技术效率低下的问题。本专利技术的技术方案包括：大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法，步骤如下：步骤1：将计算服务封装为若干个异步的预处理任务，每个预处理任务处理一个观测文件；多个预处理任务由网络中的多个节点的多个物理核分别同时并行执行；步骤2：对于每个预处理任务，执行如下操作：进行格式转换和文件检查；进行钟跳探测和修复；进行进行周跳探测和修复；进行载波相位平滑伪距；进行误差改正与消除，建立随机模型；生成每个预处理任务的历元预处理结果；步骤3：将每个预处理任务的历元预处理结果合并生成结果文件。进一步的，步骤2中，进行文件检查包括：对数据进行检查、匹配与获取解算辅助文件、对观测文件和解算辅助文件进行分析；所述对数据进行检查包括对丢失率和完整性进行检查；对观测文件和解算辅助文件进行分析包括对观测文件信噪比、多路径和电离层闪烁进行分析，对解算辅助文件分析可用性、精度进行质量分析。进一步的，步骤2中，进行钟跳探测和修复时，若每个观测文件中每颗卫星的观测值相位连续，而伪距跳跃时，采用观测值历元差分法进行钟跳探测和修复。进一步的，步骤2中，对每个观测文件中每颗卫星的载波相位观测值，采用观测值组合的方式进行周跳探测与修复。进一步的，步骤2中，对每个观测文件每颗卫星的观测值，利用伪距和相位的线性组合以实现相位平滑伪距。进一步的，步骤2中，在进行误差改正与消除时，加载解算辅助文件对站星斜径几何距离进行误差改正与消除，并建立与干净站星斜径距离对应的随机模型；建立误差改正责任链处理器精确模型化的误差；采用多频观测值组合的方式消除不能精确模型化的误差。进一步的，对随机模型建立、每个预处理任务的历元预处理结果合并建立互斥锁。进一步的，对解算辅助文件的读取时，建立读写锁支持两个以上的读线程。本专利技术还提供了一种大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理装置，包括处理器和存储器，所述处理器执行存储于存储器中的计算机程序，以实现上述方法。本专利技术的方法基于任务并行和数据并行，从底层设计并实现大规模GNSS网观测数据格式转换、文件检查、钟跳探测与修复、周跳探测与修复、相位平滑伪距和误差改正与消除的多核并行执行；基于网络多节点协同，采用WCF技术建立并发布站星计算并行计算网络服务，实现多节点环境下的大规模GNSS网观测数据网络协同干净站星斜径距离并行计算，最终得到“干净”的站星斜径距离和各种误差模型的改正值。本专利技术的有益效果包括：(1)提高大规模GNSS网干净站星斜径距离多计算的时效性：在多节点多核平台下依次并行分解预处理任务、进行格式转换、文件检查、钟跳探测与修复、周跳探测与修复、相位平滑伪距和误差改正与消除，缩短了大规模GNSS网干净站星斜径距离计算的时间，提高了计算效率。(2)本专利技术提出的方法具有较广泛的适用性和较强的扩展性，适用于各类卫星导航系统观测数据的站星斜径距离计算服务。对GPS、Galileo和BDS的观测数据，都可纳入本专利技术的干净站星斜径距离并行计算方法，都可采用本专利技术所提的方法对所选卫星导航系统的观测数据进行并行预处理，并且不仅限于上述3个卫星导航系统，仍适用于将来建设的全球卫星导航系统或区域卫星导航系统，本专利技术有效应用于“测绘科学与技术”学科中的“大地测量学与测量工程”
，实现了大规模GNSS网干净站星斜径距离并行计算，经济和社会效益巨大。附图说明图1是本专利技术多核平台下大规模GNSS网干净站星斜径距离并行计算流程图；图2是本专利技术网络多节点环境下大规模GNSS网干净站星斜径距离并行计算图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。本实施例中，网络中包括多个节点，每个节点，每个节点均由多个物理核，以支持并行处理。用于访问节点上的互联网信息服务平台(InternetInformationServices,IIS)，以调用站星斜径距离计算服务。在调用站星斜径距离计算服务时，即开始进行干净站星斜径距离并行预处理方法，步骤如下：步骤1：将计算服务封装为若干个异步的预处理任务(如图2中Task1、Task2…Taskm)，每个预处理任务处理一个观测文件；多个预处理任务可以由网络中的多个节点的多个物理核同时并行执行，即多个预处理任务可以同时在多个物理核上单独执行，或者在一个物理核上分时执行，从而实现了以测站为粒度的站星斜径距离并行解算。步骤2：对于每个预处理任务，执行如下操作：进行格式转换和文件检查；进行钟跳探测和修复；进行进行周跳探测和修复；进行载波相位平滑伪距；进行误差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法，其特征在于，步骤如下：/n步骤1：将计算服务封装为若干个异步的预处理任务，每个预处理任务处理一个观测文件；多个预处理任务由网络中的多个节点的多个物理核分别同时并行执行；/n步骤2：对于每个预处理任务，执行如下操作：/n进行格式转换和文件检查；/n进行钟跳探测和修复；/n进行进行周跳探测和修复；/n进行载波相位平滑伪距；/n进行误差改正与消除，建立随机模型；/n生成每个预处理任务的历元预处理结果；/n步骤3：将每个预处理任务的历元预处理结果合并生成结果文件。/n

【技术特征摘要】
1.大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1：将计算服务封装为若干个异步的预处理任务，每个预处理任务处理一个观测文件；多个预处理任务由网络中的多个节点的多个物理核分别同时并行执行；
步骤2：对于每个预处理任务，执行如下操作：
进行格式转换和文件检查；
进行钟跳探测和修复；
进行进行周跳探测和修复；
进行载波相位平滑伪距；
进行误差改正与消除，建立随机模型；
生成每个预处理任务的历元预处理结果；
步骤3：将每个预处理任务的历元预处理结果合并生成结果文件。


2.根据权利要求1所述的大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法，其特征在于，步骤2中，进行文件检查包括：对数据进行检查、匹配与获取解算辅助文件、对观测文件和解算辅助文件进行分析；所述对数据进行检查包括对丢失率和完整性进行检查；对观测文件和解算辅助文件进行分析包括对观测文件信噪比、多路径和电离层闪烁进行分析，对解算辅助文件分析可用性、精度进行质量分析。


3.根据权利要求1所述的大规模GNSS网干净站星斜径距离并行预处理方法，其特征在于，步骤2中，进行钟跳探测和修复时，若每个观测文件中每颗卫星的观测值相位连续，而伪距跳跃时，采用观测值历元差分法进行钟跳探测和修复。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林阳，吕志平，黄娴，邝英才，王方超，吕浩，陈正生，崔阳，黄令勇，王宇谱，许炜，杨凯淳，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41