一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置，涉及地球观测与导航的技术领域，包括：获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据；对零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用观测残差方程计算出零基线北斗三号观测数据的观测残差；对观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于第一拟合结果确定零基线北斗三号观测数据中的异常数据；对异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于第二拟合结果确定零基线北斗三号观测数据的数据质量，解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置
本专利技术涉及地球观测与导航的
，尤其是涉及一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置。
技术介绍
随着北斗卫星导航系统快速发展，北斗三号将具备全球服务能力，为全球各类用户提供全天候的具有高精度和高可靠性的定位导航授时服务。而北斗用户接收机的观测数据质量是北斗系统服务性能可靠性的关键。因此对BDS观测数据的质量分析评估的意义重大，需求也日益增加。目前，卫星导航系统数据质量分析包括数据的完整率、有效性，广播星历轨道精度、广播星历钟误差精度、多路径效应，信噪比等多种方法。这些常规方法主要用于分析检测观测数据中可能出现的数据缺失、周跳和多径等异常以及卫星的异常情况。而由于我国北斗三号是异构星座，并相比二代新增了B2a，B1C，B2bI，B2bQ等多种新频点，面对新的频点，接收机性能也需针对北斗三号进行进一步完善。不同厂家型号的接收机对于北斗三号新信号的处理能力和数据精度存在差异。在三号系统运行初期，为了更好的评估三号卫星及频点的性能，评价北斗信号的测距精度，必须更精确地区分和分析接收机系统偏差，观测噪声以及卫星的系统偏差带来的影响。针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置，以缓解了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，包括：获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。进一步地，所述目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延迟；所述观测残差方程为，其中，为接收机的编号，为频点，为卫星的编号，为在频点为的情况下接收机到卫星的伪距，为在频点为的情况下接收机到卫星的星地距，为光速，为接收机的钟误差，为基准频点，为系统中除基准频点以外的频点，为频点的电离层延迟，为卫星的对流层延迟，为伪距的多路径效应，为接收机的系统偏差，为卫星的系统偏差，为伪距随机噪声。进一步地，对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，包括：对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。进一步地，对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，包括：对所述观测残差进行所述星间差分解算，得到星间差分解算结果，其中，所述星间差分解算结果用于表征所述卫星的系统偏差单差和所述卫星的观测噪声；对所述观测残差进行所述站间差分解算，得到站间差分解算结果，其中，所述站间差分解算结果用于表征所述接收机的系统偏差单差和所述接收机的观测噪声。进一步地，基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据，包括：计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时刻的实际值之间的差值，并基于所述差值计算所述任意时刻的均方根误差；基于所述均方根误差确定出所述第一拟合结果中目标数据，其中，所述目标数据为所述均方根误差大于预设阈值的数据。进一步地，对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，包括：按照预设时间将所述零基线北斗三号观测数据划分为多个固定弧段；按照预设采样间隔对每个固定弧段进行采样，得到预设数量个历元；利用最小二乘算法和所述第一差分结果，对每个所述历元进行滑动窗口低阶多项式拟合，得到所述第一拟合结果。进一步地，对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，包括：确定出所述异常数据所对应的接收机；对目标接收机的观测残差进行所述第二差分解算，得到第二差分解算结果，其中，所述目标接收机为所述异常数据所对应的接收机中的任意两个接收机；对所述第二差分结果进行所述第二数据拟合，得到所述第二拟合结果。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析装置，包括：获取单元，构建单元，第一处理单元和第二处理单元，其中，所述获取单元，用于获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；所述构建单元，用于对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；所述第一处理单元，用于对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；所述第二处理单元，用于对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行第一方面中所述方法的步骤。在本专利技术实施例中，获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，经过误差补偿后构建并解算观测残差方程，确定出零基线北斗三号观测数据的观测残差，在此基础上对观测残差进行星间/站间一次差分解算和固定弧段的滑动窗口数据拟合，初步分析数据质量和误差来源，确定出零基线北斗三号观测数据中的异常数据，然后，对异常数据进行星站二次差分解算和数据拟合，统计拟合值与实际值的差值，对比差值统计值，分析观测数据质量。本申请通过两次分析筛选，达到了快速细致的定位影响数据质量的来源的目的，进而解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低的技术问题，从而实现了提高了对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度的技术效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，其特征在于，包括：/n获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星伪距观测数据；/n对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；/n对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；/n对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，其特征在于，包括：
获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星伪距观测数据；
对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；
对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；
对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延迟；
所述观测残差方程为，
其中，为接收机的编号，为频点，为卫星的编号，为在频点为的情况下接收机到卫星的伪距，为在频点为的情况下接收机到卫星的星地距，为光速，为接收机的钟误差，为基准频点，为系统中除基准频点以外
的频点，为频点的电离层延迟，为卫星的对流层延迟，为伪距的多路径效应，为接收机的系统偏差，为卫星的系统偏差，为伪距随机噪声。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，包括：
对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；
对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，包括：
对所述观测残差进行所述星间差分解算，得到星间差分解算结果，其中，所述星间差分解算结果用于表征所述卫星的系统偏差单差和所述卫星的观测噪声；
对所述观测残差进行所述站间差分解算，得到站间差分解算结果，其中，所述站间差分解算结果用于表征所述接收机的系统偏差单差和所述接收机的观测噪声。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据，包括：
计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时...

【专利技术属性】
技术研发人员：于含章，王宇翔，孙伟杰，龚宵雪，李灿灿，王孟浩，贺瑞杰，丁守兵，常峰源，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11