位置时间序列的异常探测方法、装置及计算机存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种全球导航卫星系统(GNSS)位置时间序列的异常探测方法、装置及计算机存储介质，其中，所述方法包括对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列；所述原始GNSS位置时间序列为GNSS观测站接收卫星传输的至少包含位置信息及时间信息的一组数据；对所述第一GNSS位置时间序列进行插值处理，获得第二GNSS位置时间序列；基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子；所述第一数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据。

【技术实现步骤摘要】
位置时间序列的异常探测方法、装置及计算机存储介质
本专利技术涉及全球导航卫星系统(GNSS，GlobalNavigationSatelliteSystem)数据核验
，尤其涉及一种GNSS位置时间序列的异常探测方法、装置及计算机存储介质。
技术介绍
GNSS位置时间序列蕴含了丰富的物理信息，比如，包括观测站受区域内构造应力的长期线性变化趋势，以及地球物理效应与其它外部环境等导致的非线性变化。GNSS观测站在受到电离层延迟、多路径效应、环境负载、轨道异常等多种误差下，使得GNSS位置时间序列在呈现非线性变化的同时，也难以避免的存在异常值(GNSS位置时间序列中的数据)。这些异常值在整体或局部数据使得GNSS位置时间序列表现出变化波动较大，无法准确反映GNSS位置时间序列的变化趋势，对GNSS位置时间序列中的数据分析与应用产生较大负面影响。因此，对GNSS位置时间序列进行异常值探测是数据处理中重要的一步，而目前大多数的研究多是针对GNSS位置时间序列的整体数据进行异常值探测，但对于GNSS位置时间序列的局部数据的突变探测效果不够理想。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种GNSS位置时间序列的异常探测方法、装置及计算机存储介质，能够对GNSS位置时间序列的局部数据的突变进行良好的探测，并且能得到更准确的GNSS位置时间序列，有助于得到更高精度的建模，以便于更好的研究GNSS位置时间序列的潜在变化规律，具有显著的经济效益和社会效益。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术提供一种全球导航卫星系统GNSS位置时间序列的异常探测方法，所述方法包括：对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列；所述原始GNSS位置时间序列为GNSS观测站接收卫星传输的至少包含位置信息及时间信息的一组数据；对所述第一GNSS位置时间序列进行插值处理，获得第二GNSS位置时间序列；基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子；所述第一数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据。在上述方案中，所述对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列，包括：确定粗差异常数据；所述粗差异常数据为所述原始GNSS位置时间序列中不在设定范围的数据；从所述原始GNSS位置时间序列中剔除所述粗差异常数据，获得所述第一GNSS位置时间序列。在上述方案中，所述确定粗差异常数据，包括：确定所述原始GNSS位置时间序列中的第一四分位数和第三四分位数；以及根据所述第一四分位数和所述第三四分位数确定所述原始GNSS位置时间序列对应的四分位距；基于所述第一四分位数、所述第三四分位数以及所述四分位距确定所述粗差异常数据；其中，所述第一四分位数为所述原始GNSS位置时间序列中的数据按照从小到大的顺序排序后处于第25％的数据；第三四分位数为所述原始GNSS位置时间序列中的数据按照从小到大的顺序排序后处于第75％的数据；所述四分位距为所述第三四分位数和所述第一四分位数之间差值。在上述方案中，所述基于所述第一四分位数、所述第三四分位数以及所述四分位距确定所述粗差异常数据，包括：基于所述第一四分位数和所述四分位距确定第一临界值，以及基于所述第三四分位数确定第二临界值；所述第一临界值不大于所述第二临界值；基于所述第一临界值和所述第二临界值确定所述粗差异常数据；其中，所述粗差异常数据为所述原始GNSS位置时间序列中不在所述第一临界值与所述第二临界值之间的数据。在上述方案中，所述基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子，包括：基于预设参数确定第一数据的第k距离邻域；k为所述预设参数；确定所述第k距离邻域内的多个第二数据；所述第二数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；确定所述第一数据对应的局部可达密度以及确定每一个所述第二数据对应的局部可达密度；基于所述第一数据对应的局部可达密度和每一个所述第二数据对应的局部可达密度确定所述第一数据的局部异常因子。在上述方案中，所述确定所述第一数据对应的局部可达密度，包括：确定所述第一数据与每一个所述第二数据的可达距离；确定每一个所述可达距离之和与所述第k距离邻域内第二数据的个数之商；所述每一个所述可达距离之和与所述第k距离邻域内第二数据的个数之商的倒数为所述第一数据对应的局部可达密度。在上述方案中，所述基于所述第一数据对应的局部可达密度和每一个所述第二数据对应的局部可达密度确定所述第一数据的局部异常因子，包括：确定每一个所述第二数据对应的局部可达密度与所述第一数据对应的局部可达密度比值之和；获得所述局部可达密度比值之和与所述第k距离邻域内第二数据的个数的比值；所述比值为所述第一数据的局部异常因子。在上述方案中，所述基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据，包括：在所述原始GNSS位置时间序列满足预设条件时，确定N个局部异常因子对应的第一数据；所述N个局部异常因子对应的第一数据为所述第二GNSS位置时间序列对应的局部异常数据；其中，所述N个局部异常因子中的每一个局部异常因子不小于所述第二GNSS位置时间序列中其他数据对应的局部异常因子；N为正整数且小于所述第二GNSS位置时间序列包含的数据个数；或者，所述基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据，包括：在所述原始GNSS位置时间序列不满足预设条件时，根据设定百分比确定需要获取局部异常因子的个数；确定所述局部异常因子对应的第一数据；所述第一数据的数量对应于所述局部异常因子的个数；所述数量个第一数据为所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据；其中，每一个局部异常因子不小于所述第二GNSS位置时间序列中其他数据对应的局部异常因子；所述设定百分比不大于5％。在上述方案中，所述方法还包括：剔除所述第二GNSS位置时间序列中的所述局部异常数据，获得第三GNSS位置时间序列；对所述第三GNSS位置时间序列进行插值处理，获得目标GNSS位置时间序列。第二方面，本专利技术还提供一种全球导航卫星系统GNSS位置时间序列的异常探测装置，所述装置包括：第一获得单元、第二获得单元、第一确定单元和第二确定单元，其中，所述第一获得单元，用于对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列；所述原始GNSS位置时间序列为GNSS观测站接收卫星传输的至少包含位置信息及时间信息的一组数据；所述第二获得单元，用于对所述第一GNSS位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全球导航卫星系统GNSS位置时间序列的异常探测方法，其特征在于，所述方法包括：/n对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列；所述原始GNSS位置时间序列为GNSS观测站接收卫星传输的至少包含位置信息及时间信息的一组数据；/n对所述第一GNSS位置时间序列进行插值处理，获得第二GNSS位置时间序列；/n基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子；所述第一数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；/n基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种全球导航卫星系统GNSS位置时间序列的异常探测方法，其特征在于，所述方法包括：
对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列；所述原始GNSS位置时间序列为GNSS观测站接收卫星传输的至少包含位置信息及时间信息的一组数据；
对所述第一GNSS位置时间序列进行插值处理，获得第二GNSS位置时间序列；
基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子；所述第一数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；
基于所述第一数据的局部异常因子确定所述第二GNSS位置时间序列中的局部异常数据。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始GNSS位置时间序列进行粗差探测处理，获得第一GNSS位置时间序列，包括：
确定粗差异常数据；所述粗差异常数据为所述原始GNSS位置时间序列中不在设定范围的数据；
从所述原始GNSS位置时间序列中剔除所述粗差异常数据，获得所述第一GNSS位置时间序列。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定粗差异常数据，包括：
确定所述原始GNSS位置时间序列中的第一四分位数和第三四分位数；以及根据所述第一四分位数和所述第三四分位数确定所述原始GNSS位置时间序列对应的四分位距；
基于所述第一四分位数、所述第三四分位数以及所述四分位距确定所述粗差异常数据；
其中，所述第一四分位数为所述原始GNSS位置时间序列中的数据按照从小到大的顺序排序后处于第25％的数据；第三四分位数为所述原始GNSS位置时间序列中的数据按照从小到大的顺序排序后处于第75％的数据；所述四分位距为所述第三四分位数和所述第一四分位数之间差值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一四分位数、所述第三四分位数以及所述四分位距确定所述粗差异常数据，包括：
基于所述第一四分位数和所述四分位距确定第一临界值，以及基于所述第三四分位数确定第二临界值；所述第一临界值不大于所述第二临界值；
基于所述第一临界值和所述第二临界值确定所述粗差异常数据；其中，所述粗差异常数据为所述原始GNSS位置时间序列中不在所述第一临界值与所述第二临界值之间的数据。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设参数对所述第二GNSS位置时间序列进行局部异常探测处理，确定所述第二GNSS位置时间序列中第一数据的局部异常因子，包括：
基于预设参数确定第一数据的第k距离邻域；k为所述预设参数；
确定所述第k距离邻域内的多个第二数据；所述第二数据为所述第二GNSS位置时间序列中的任一数据；
确定所述第一数据对应的局部可达密度以及确定每一个所述第二数据对应的局部可达密度；
基于所述第一数据对应的局部可达密度和每一个所述第二数据对应的局部可达密度确定所述第一数据的局部异常因子。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一数据对应的局部可达密度，包括：
确定所述第一数据与每一个所述第二数据的可达距离；
确定每一个所述可达距离之和与所述第k距离邻域内第二数据的个数之商；所述每一个所述可达距离之和与所述第k距离邻域内...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒颖，闵阳，曹成度，滕焕乐，吴石军，李威，贺小星，马龙，郑跃，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42