本申请涉及一种自适应选星方法、装置、设备及可读存储介质，对监测站和基准站发送的差分数据进行解码，获得各目标卫星的载波/伪距观测数据及导航电文信息，并构建双差组合观测值方程；对双差组合观测值方程进行滤波和参数固定得到模糊度和坐标两参数的固定值；根据模糊度和坐标两参数的固定值及双差组合观测值方程构建验后残差向量；基于拉依达准则和验后残差向量剔除存在问题的目标卫星；通过松组合定位算法对剩余的目标卫星进行不同组合后构建的双差观测方程进行迭代滤波解算，得到每组卫星组合对应的验后残差值；基于验后残差值确定出每组卫星组合的检验量，将检验量最小的卫星组合作为最优卫星组合。本申请可自适应实现最优卫星组合的选择。最优卫星组合的选择。最优卫星组合的选择。
【技术实现步骤摘要】
一种自适应选星方法、装置、设备及可读存储介质
[0001]本申请涉及GNSS数据处理
，特别涉及一种自适应选星方法、装置、设备及可读存储介质。
技术介绍
[0002]GDOP（Geometric Dilution of Precision，几何精度因子）是衡量GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）定位精度的指标。而选星理论上就是确定GDOP最小的卫星组合，即在定位之前粗略判别接收机所在位置的可见星分布，从中选择GDOP值最小的可见星组合进行信号接收和定位解算。早期的GPS（Global Positioning System，全球定位系统）往往通过遍历法或几何构型法实现选星，且通常选4颗。其中，遍历法指的是遍历所有可见星组合，并从中找出GDOP值最小的一组可见星；而几何构型法则是直接选择特征四面体体积大的可见星组合，其原理是GDOP值随着其特征四面体的体积增大而减小的。
[0003]然而，当卫星数目增加到一定程度时，GDOP的递减幅度将越来越不明显，尤其当卫星数超过6时，GDOP改善程度很小；并且，没有研究明确地表明GDOP值和特征多面体体积或者其它几何构型参数之间的数量关系。因此，通过几何构型法进行选星，其结果往往不是最优的，且随着选星颗数的增多，可见星组合的几何构型会越来越复杂，以致通过分析几何构型很难实现选星。
[0004]而近年来，众多学者在数据质量控制过程中发展了一系列卫星粗差探测与诊断理论，即通过对较大粗差的剔除或降权处理实现对最优卫星组合的确定。其中，粗差探测理论主要分为两类，一类为均值漂移模型，其核心思想是将含粗差的观测值看作与其他同类观测值具有相同的方差，但期望不相等的一个子样，其包括Baarda数据探测法、动态DIA质量控制方法等；另一类为方差膨胀模型，该模型将异常观测值视作方差发生变化、但数学期望未改变，其典型方法包括丹麦法、IGG
‑
III方案等。
[0005]不过，数据探测法与DIA质量控制过程主要是建立在假设检验的基础之上，虽然其对含粗差的观测值进行了准确定位，但当粗差较多时，需反复利用假设检验的方法进行平差计算和粗差剔除，计算工作量较大，且这些方法粗差探测与平差计算是分开进行的，以致计算效率较低。而抗差估计由于在求解参数估值的同时，直接抵制了异常误差的影响，因而在有多个粗差的情况下，其无需反复计算，实现了平差计算与粗差剔除同步进行的效果，有利于实现数据处理的自动化。
[0006]但是，抗差估计同样存在一些缺陷，例如权函数的选取问题，过于宽松的判别标准会导致粗差不能被完全剔除，而过于严格的判别标准又可能导致正常的观测值被错误地剔除，影响解的可靠性。此外，初始权矩阵的选取与参数初值计算也会影响到抗差估计的性能，例如在参数初值计算时，一般是基于最小二乘准则，而最小二乘估计的主要特点就是避免大残差的出现，这一特性是以损害大多数优质数据为代价的，以致容易产生误差转移现象，进而导致异常观测值的残差不一定明显偏大，而某些正常观测值的残差则可能明显增
大。
[0007]由此可见，在以往的研究中，受到在实际应用中解算实时性的要求以及计算机解算效率的低下，选星过程往往需要保持定位精度和运算量之间的平衡，以致在复杂环境下往往无法将最优卫星组合精确的选取出来。因此，如何在极端恶劣的监测环境中实现最优卫星组合选择是当前急需解决的问题。
技术实现思路
[0008]本申请提供一种自适应选星方法、装置、设备及可读存储介质，以解决相关技术中存在的问题。
[0009]第一方面，提供了一种自适应选星方法，包括以下步骤：对监测站和基准站发送的差分数据进行解码，以获得解算时段内各目标卫星对应的载波观测数据、伪距观测数据以及导航电文信息；根据载波观测数据、伪距观测数据和导航电文信息构建双差组合观测值方程；对所述双差组合观测值方程进行卡尔曼滤波处理和参数固定，以得到模糊度参数固定值和坐标参数固定值；根据模糊度参数固定值、坐标参数固定值和双差组合观测值方程构建验后残差向量；基于拉依达准则和验后残差向量剔除存在问题的目标卫星；通过多系统松组合定位算法对剩余的目标卫星进行不同组合后所构建的双差观测方程进行迭代滤波解算，得到每组卫星组合对应的验后残差值；基于验后残差值确定出每组卫星组合的检验量，将检验量最小的卫星组合作为最优卫星组合。
[0010]一些实施例中，所述验后残差值包括L1频率和L2频率分别对应的载波验后残差值和伪距验后残差值，所述基于验后残差值确定出每组卫星组合的检验量，包括：基于载波验后残差值和伪距验后残差值计算出每组卫星组合在L1频率和L2频率上分别对应的载波验后残差中误差值以及伪距验后残差中误差值；基于载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值计算得到每组卫星组合的检验量。
[0011]一些实施例中，所述基于载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值计算得到每组卫星组合的检验量，包括：将载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值代入至第一计算公式，得到每组卫星组合的检验量，所述第一计算公式为：C=P
L1
×
RMS
L1
+P
L2
×
RMS
L2
+P
P1
×
RMS
P1
+P
P2
×
RMS
P2
式中，C表示检验量，P
L1
表示L1频率对应的载波权值，RMS
L1
表示L1频率对应的载波验后残差中误差值，P
L2
表示L2频率对应的载波权值，RMS
L2
表示L2频率对应的载波验后残差中误差值，P
P1
表示L1频率对应的伪距权值，RMS
P1
表示L1频率对应的伪距验后残差中误差值，P
P2
表示L2频率对应的伪距权值，RMS
P2
表示L2频率对应的伪距验后残差中误差值。
[0012]一些实施例中，在所述将检验量最小的卫星组合作为最优卫星组合的步骤之后，
还包括：基于最优卫星组合对应的卫星坐标和双差组合观测值方程进行卡尔曼滤波处理，得到监测站坐标。
[0013]一些实施例中，所验后残差向量包括载波验后残差向量和伪距验后残差向量，所述载波验后残差向量和所述伪距验后残差向量分别为：式中，表示载波双差组合观测值，r与b分别表示监测站与基准站，i表示卫星信号频率，j与k分别表示参考卫星与观测卫星的序列号，表示卫地距的双差，表示i卫星信号频率对应的波长，表示伪距双差组合观测值，N表示整周模糊度。
[0014]一些实施例中，所述对监测站和基准站发送的差分数据进行解码，以获得解算时段内各目标卫星对应的载波观测数据、伪距本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自适应选星方法，其特征在于，包括以下步骤：对监测站和基准站发送的差分数据进行解码，以获得解算时段内各目标卫星对应的载波观测数据、伪距观测数据以及导航电文信息；根据载波观测数据、伪距观测数据和导航电文信息构建双差组合观测值方程；对所述双差组合观测值方程进行卡尔曼滤波处理和参数固定，以得到模糊度参数固定值和坐标参数固定值；根据模糊度参数固定值、坐标参数固定值和双差组合观测值方程构建验后残差向量；基于拉依达准则和验后残差向量剔除存在问题的目标卫星；通过多系统松组合定位算法对剩余的目标卫星进行不同组合后所构建的双差观测方程进行迭代滤波解算，得到每组卫星组合对应的验后残差值；基于验后残差值确定出每组卫星组合的检验量，将检验量最小的卫星组合作为最优卫星组合。2.如权利要求1所述的自适应选星方法，其特征在于，所述验后残差值包括L1频率和L2频率分别对应的载波验后残差值和伪距验后残差值，所述基于验后残差值确定出每组卫星组合的检验量，包括：基于载波验后残差值和伪距验后残差值计算出每组卫星组合在L1频率和L2频率上分别对应的载波验后残差中误差值以及伪距验后残差中误差值；基于载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值计算得到每组卫星组合的检验量。3.如权利要求2所述的自适应选星方法，其特征在于，所述基于载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值计算得到每组卫星组合的检验量，包括：将载波验后残差中误差值、伪距验后残差中误差值以及L1频率和L2频率分别对应的载波权值和伪距权值代入至第一计算公式，得到每组卫星组合的检验量，所述第一计算公式为：式中，C表示检验量，P
L1
表示L1频率对应的载波权值，RMS
L1
表示L1频率对应的载波验后残差中误差值，P
L2
表示L2频率对应的载波权值，RMS
L2
表示L2频率对应的载波验后残差中误差值，P
P1
表示L1频率对应的伪距权值，RMS
P1
表示L1频率对应的伪距验后残差中误差值，P
P2
表示L2频率对应的伪距权值，RMS
P2
表示L2频率对应的伪距验后残差中误差值。4.如权利要求1所述的自适应选星方法，其特征在于，在所述将检验量最小的卫星组合作为最优卫星组合的步骤之后，还包括：基于最优卫星组合对应的卫星坐标和双差组合观测值方程进行卡尔曼滤波处理，得到监测站坐标。5.如权利要求1所述的自适应选星方法，其特征在于，所验后残差向量包括载波验后残差向量和伪距验后残差向量...
【专利技术属性】
技术研发人员：许超钤，郭子槐，姚宜斌，彭文杰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。