一种连续运行参考站系统的组合优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种连续运行参考站系统的组合优化方法,包括步骤1：划分服务区间，步骤2：格式转化与坐标转化，步骤3：监测点计算测量数据，步骤4：计算精度指标和可用性指标，步骤5：指标综合与排序，步骤6：实时选择与发布，本发明专利技术提出了一种利用多个CORS的差分数据服务进行组合优化的方法，解决了CORS的精度水平、可用性不均匀和不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种连续运行参考站系统的组合优化方法
本专利技术属于全球导航卫星系统
，尤其涉及一种连续运行参考站系统的组合优化方法。
技术介绍
全球导航卫星系统的连续运行参考站网(ContinuousOperationReferenceStations，CORS)，主要由多个GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem，全球导航卫星系统)基准站、数据中心和通讯网络组成。其中，基准站为已知精密坐标的地面固定GNSS接收机，实时观测导航卫星信号，获得各类观测数据，再通过通讯网络传递给数据中心或用户。CORS可提供多种服务，大致可分为空间定位服务、空间坐标基准服务、源数据服务、时间服务、卫星轨道服务等。其中，空间定位服务是CORS的主要服务内容，能以多种定位精度满足广泛的应用需求，提供动态、连续、高精度的空间位置服务，这是应用差分定位技术的一个成果。差分定位技术就是利用基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的差分改正数，并实时地将这一差分改正数发送出去。用户接收机在观测卫星信号的同时，利用接收到的改正数，对其定位结果进行改正以提高定位精度。其基本原理在于不同接收机间的卫星信号观测值存在与空间相关的公共误差，通过差分处理，不同观测值中的公共误差得以消除或减小，从而获得更高精度的定位结果。因此，高精度差分定位技术的有效性，很大程度上取决于CORS的稳定性。CORS作为地理信息PNT框架的重要基础设施，其稳定性是保障高精度定位应用系统正常运行的关键。影响CORS稳定性的因素非常多，例如：站心坐标的测量精度，坐标系转换误差，不同时段的可用卫星数、电离层活跃程度，网格化VRS牺牲精度提高并发量，数据中心解算软件所用的差分改正数内插模型，数据中心服务器平均无故障时间、故障恢复时间，基准站的站点分布均匀性，基准站所处环境的地面沉降、位移、电磁干扰等，通讯系统的时延、丢包率、误码率、掉线率等等。这些影响因素反映到CORS稳定性上面，就有可能导致CORS在某些地域或是某些时段提供的差分数据服务出现精度水平下降，甚至是服务不可用的情况。在现有CORS的使用方式下，高精度定位用户通常是绑定某个CORS账号，直接连接CORS服务器获取差分数据。如果这个CORS因为上文所提到的稳定性因素而出现精度下降乃至不可用的情况，将导致使用其差分数据服务实现高精度定位的应用系统不能正常工作。为了解决单一CORS的精度水平和可用性不均匀的问题，本专利技术提出了一种利用多个CORS的差分数据服务进行组合优化的方法。
技术实现思路
为了解决单一CORS的精度水平和可用性不均匀的问题，本专利技术提供了一种连续运行参考站系统的组合优化方法。本专利技术的技术方案是构造一种连续运行参考站系统的组合优化方法，其系统结构包括X个监测点、数据中心、用户、N个CORS，所述监测点向数据服务中心传输测量数据，所述数据中心服务向监测点传输多路差分数据，其处理过程如下：：步骤1：划分服务区间，根据不同地域、不同时段的可用卫星数量、电离层活跃程度不同，对差分数据服务的范围在时空上进行划分，划分出多个服务区间；步骤2：格式转化与坐标转化，数据中心以特定服务区间的中心点坐标作为连接参数，从所有已知的CORS，获取到N组差分数据，数据中心在完成格式转换与坐标转换操作后，数据中心会得到格式与坐标系都统一了的N组标准化差分数据；步骤3：监测点计算测量数据，在服务区间所在的地域内需要提前部署监测点，数据中心将N组标准化差分数据全部发送给服务区间内的所有监测点，监测点个数为K个，所述监测点分为A型监测点、B型监测点和C型监测点，所述A型监测点为静态已知点，所述B型监测点为静态固定点，但不是已知点，采用后处理结果比较检测法，监测点需要将卫星观测数据和定位结果上传给数据中心，所述C型监测点为非固定的监测点，通常部署于海面上或是大片水域上这种难以获得固定点的环境，采用固定基线长度相对检测法，根据定位结果实时计算基线距离基线距离真值M，已知并且固定不变的两个点位之间的基线距离观测值M'，计算公式就是三维距离公式：式中的(Xn,Yn,Zn)就是监测点实时解算得到的定位结果的三维坐标，C型监测点会将基线距离真值M、N个基线距离观测值M'和N个定位结果上传给数据中心；步骤4：计算精度指标和可用性指标，数据中心将服务区间内K监测点反馈的测量数据进行存储，监测点实时观测导航卫星信号，分别对每一组标准化差分数据做单基准站差分解算，相当于对每个CORS独立解算，得到与这个CORS相对应的定位结果，最终形成N个定位结果，并计算实时可用性指标、长期可用性指标、长期精度指标；步骤5：指标综合与排序，过上一步的计算，得到了实时可用性指标RealStaten，长期可用性指标ρn，长期精度指标δn，其中的n＝1，…，N，对应各个CORSn，现在利用这些指标生成该服务区间的CORS排序表，先设定一个可用性阈值，ρn值大于等于可用性阈值的CORSn才能参与排序，ρn小于可用性阈值的，下标n所对应的δn剔除，对剩下的δn值按从小到大的顺序排序，其下标n的顺序，即为CORS排序表；步骤6：实时选择与发布，数据中心利用第四步骤计算出的实时可用性指标RealState，对第五步骤得到的CORS排序表进行可用性标注，首先，CORS排序表中有记录的n值，将标注都初始化为“可用”，然后对每一个n值进行轮询，如果某个n值的标注为“可用”，并且对应的RealState在过去的连续数个差分数据更新周期都不符合要求，就将标注更新为“不可用”，如果某个n值的标注为“不可用”，并且对应的RealState在过去的连续数个差分数据更新周期都符合要求，就将标注更新为“可用”，数据中心使用标注后的CORS排序表，读取表中最靠前的并且标注为“可用”的n值，然后选择对应的CORSn，使用来源于这个CORSn的标准化差分数据，向用户发布。优选地，步骤2中所述差分数据的格式为RTCM2、RTCM3、CMR，数据中心首先需要将这些不同CORS来源的不同格式差分数据转换到同一种格式。优选地，步骤3中所述监测点再对区域进行网格划分后一百平方公里内不低于一个检测点。优选地，步骤3中所述监测点实时观测导航卫星信号，分别对每一组标准化差分数据做单基准站差分解算，相当于对每个CORS独立解算，得到与这个CORS相对应的定位结果，最终形成N个定位结果。优选地，步骤5中所述可用性阀值为0.95。优选地，步骤1中的服务区间包含了空间属性和时间属性。本专利技术有益效果：本专利技术相比于采用单一CORS来源向高精度定位应用系统提供差分数据服务的现有技术，本专利技术提出的CORS系统组合优化方法，可对已有的各种类型的CORS进行综合利用，实现在不同地域、不同时段，提供综合最优精度水平的差分数据服务，并提升服务的可用性。从而解决单一CORS来源的精度水平和可用性在时间与空间分布上的不均匀性。附图说明图1为本专利技术的工作流程图。图2为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续运行参考站系统的组合优化方法，其系统结构包括X个监测点、数据中心、用户、N个CORS，所述监测点向数据服务中心传输测量数据，所述数据中心服务向监测点传输多路差分数据，其特征在于，其处理过程如下：/n步骤1：划分服务区间，根据不同地域、不同时段的可用卫星数量、电离层活跃程度不同，对差分数据服务的范围在时空上进行划分，划分出多个服务区间；/n步骤2：格式转化与坐标转化，数据中心以特定服务区间的中心点坐标作为连接参数，从所有已知的CORS，获取到N组差分数据，数据中心在完成格式转换与坐标转换操作后，数据中心会得到格式与坐标系都统一了的N组标准化差分数据；/n步骤3：监测点计算测量数据，在服务区间所在的地域内需要提前部署监测点，数据中心将N组标准化差分数据全部发送给服务区间内的所有监测点，监测点个数为K个，所述监测点分为A型监测点、B型监测点和C型监测点，所述A型监测点为静态已知点，所述B型监测点为静态固定点，但不是已知点，采用后处理结果比较检测法，监测点需要将卫星观测数据和定位结果上传给数据中心，所述C型监测点为非固定的监测点，通常部署于海面上或是大片水域上这种难以获得固定点的环境，采用固定基线长度相对检测法，根据定位结果实时计算基线距离基线距离真值M，已知并且固定不变的两个点位之间的基线距离观测值M'，计算公式就是三维距离公式：...

【技术特征摘要】
1.一种连续运行参考站系统的组合优化方法，其系统结构包括X个监测点、数据中心、用户、N个CORS，所述监测点向数据服务中心传输测量数据，所述数据中心服务向监测点传输多路差分数据，其特征在于，其处理过程如下：
步骤1：划分服务区间，根据不同地域、不同时段的可用卫星数量、电离层活跃程度不同，对差分数据服务的范围在时空上进行划分，划分出多个服务区间；
步骤2：格式转化与坐标转化，数据中心以特定服务区间的中心点坐标作为连接参数，从所有已知的CORS，获取到N组差分数据，数据中心在完成格式转换与坐标转换操作后，数据中心会得到格式与坐标系都统一了的N组标准化差分数据；
步骤3：监测点计算测量数据，在服务区间所在的地域内需要提前部署监测点，数据中心将N组标准化差分数据全部发送给服务区间内的所有监测点，监测点个数为K个，所述监测点分为A型监测点、B型监测点和C型监测点，所述A型监测点为静态已知点，所述B型监测点为静态固定点，但不是已知点，采用后处理结果比较检测法，监测点需要将卫星观测数据和定位结果上传给数据中心，所述C型监测点为非固定的监测点，通常部署于海面上或是大片水域上这种难以获得固定点的环境，采用固定基线长度相对检测法，根据定位结果实时计算基线距离基线距离真值M，已知并且固定不变的两个点位之间的基线距离观测值M'，计算公式就是三维距离公式：式中的(Xn,Yn,Zn)就是监测点实时解算得到的定位结果的三维坐标，C型监测点会将基线距离真值M、N个基线距离观测值M'和N个定位结果上传给数据中心；
步骤4：计算精度指标和可用性指标，数据中心将服务区间内K监测点反馈的测量数据进行存储，监测点实时观测导航卫星信号，分别对每一组标准化差分数据做单基准站差分解算，相当于对每个CORS独立解算，得到与这个CORS相对应的定位结果，最终形成N个定位结果，并计算实时可用性指标、长期可用性指标、长期精度指标；
步骤5：指标综合与排序，过上一步的计算，得到了实时可用性指标RealStaten，长期可用性指标ρn，长期精度指标δn，其中的n＝1，…，N，对应各个CORSn，现在利用这些...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊元希，
申请(专利权)人：湖南省时空基准科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43