确定质量因子的方法技术

本申请公开一种确定质量因子的方法

【技术实现步骤摘要】
确定质量因子的方法、计算机存储介质及终端


[0001]本申请涉及但不限于卫星导航技术，其中涉及一种确定质量因子的方法
、
计算机存储介质及终端
。

技术介绍

[0002]全球卫星导航系统
(GNSS
，
Global Navigation Satellite System)
可向全球用户提供三维
、
全天候
、
高质量的定位
、
导航和授时
(PNT
，
Positioning、Navigation and Timing)
服务，是交通
、
通信
、
测绘等行业十分重要的定位手段
。
然而，利用
GNSS
自身导航服务只能获得米级定位精度，无法满足自动驾驶
、
精密农业
、
无人机测绘
、
大地测量和地震海啸监测等领域对快速厘米级定位的迫切需求
。
为此，基于
GNSS
的高精度定位技术应运而生；典型的高精度定位方法包括实时动态载波差分
(RTK
，
Real
‑
Time Kinematic)
和精密单点定位
(PPP
，
Precise Point Positioning)
；其中，
PPP
技术利用国际
GNSS
服务组织r/>(IGS
，
International GNSS Service)
等提供的精密卫星轨道与钟差及码偏差改正产品，综合考虑各项误差源，仅用单台
GNSS
接收机的伪距与载波相位观测值便可实现高精度绝对定位
。
它集成了标准单点定位和相对定位的优点，以其定位方式灵活
、
单机实现高精度定位
、
操作简便且具有全球覆盖能力等诸多显著优势，为广大
GNSS
用户进行高精度定位提供了全新的技术支持与解决方案；与
RTK
技术相比，实时
PPP
技术有两个显著优点：系统服务覆盖区域大和总运营成本低；但实时
PPP
存在收敛时间长的问题，为解决实时
PPP
收敛时间长的问题，融合
PPP
和
RTK
两种技术优势的
PPP
‑
RTK
技术应运而生，其基本思想是利用局域网观测数据，精化求解全球网
(
广域网
)
提供的
(
部分
)
状态空间域改正
(SSR
，
State Space Representation)
产品，如卫星钟差和相位偏差等，同时求解大气延迟等参数，重新生成的各类改正信息均以
SSR
表示，并单独播发给流动站使用
。
用户端使用接收到的实时轨道
、
钟差改正数
、
伪距相位偏差
、
高精度非差对流层延迟以及电离层延迟，对观测数据进行改正，以恢复非差模糊度的整数特性并加以固定，通过加速
PPP
的初始化，实现基于
PPP
模式的
PPP
‑
RTK
定位
。
[0003]作为
PPP
以及
PPP
‑
RTK
定位技术的基础，卫星的精密轨道与钟差改正数至关重要，它对应每颗卫星，由
PPP
或
PPP
‑
RTK
服务端实时计算，以秒级的频率播发，用户在收到这些改正数后应用到
GNSS
广播星历中，将广播星历的数米级轨道与钟差精度提高到厘米级
。
此外，精密轨道和钟差产品还是计算其它
PPP
‑
RTK
服务产品
(
如相位偏差
、
大气
)
的必要输入
。
除了轨道钟差改正数据自身外，
PPP
和
PPP
‑
RTK
用户端算法还需要获得这些数据的质量因子来构造权重矩阵；质量因子反映了轨道钟差改正数的精度，通过对每颗卫星的合理权重分配可以最小化最终的状态估计结果误差
。
[0004]GNSS
卫星的精密轨道和钟差改正数据是基于全球分布的地面观测站，利用反向定位原理，结合轨道的动力学模型以及各类补偿模型来计算的
。
由于卫星运动速度快且卫星时钟多变，此改正数的播发频率通常在
10
秒以内
。
对于轨道钟差改正数的质量因子的计算，相关技术基于状态估计
(
如卡尔曼滤波过程
)
中产生的协方差矩阵获得的，提取每颗卫星的
误差标准差作为每条产品信息的质量因子
。
对于轨道钟差改正数的质量因子的计算，相关技术存在提供的结果过于乐观，也就是产品质量因子远小于实际误差；这是因为轨道钟差估计过程中采用的卡尔曼滤波等方法属于最优化自回归数据处理算法，随着时间的推移，状态协方差变小；然而，滤波中所采用的误差模型基于高斯白噪声假设，不能反应实时运行中任意时刻的误差特征；此外，滤波算法的理论模型存在一些近似和简化，收敛后一些实际存在于产品中的误差无法在理论协方差中体现，这进一步造成了质量因子结果不准确；对于定位终端算法来说，使用过小的产品质量因子会得到错误的位置状态协方差信息，不利于完好性计算和融合算法的进行；此外，如果不正确的对每颗卫星的轨道钟差产品分配使用权重，会大大降低定位精度，甚至造成位置结果发散
。
[0005]综上，如何减少由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升定位可靠性和安全性，成为一个有待解决的问题
。

技术实现思路

[0006]以下是对本申请详细描述的主题的概述
。
本概述并非是为了限制权利要求的保护范围
。
[0007]本公开实施例提供一种确定质量因子的方法
、
计算机存储介质及终端，能够减少由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升了定位可靠性和安全性
。
[0008]本公开实施例提供了一种确定质量因子的方法，包括：
[0009]将精密单点定位
PPP
服务端产生的历史精密轨道钟差产品与产品真值做差获得产品误差，其中，产品真值包括
IGS
的事后的精密轨道钟差产品；
[0010]统计每一颗卫星的平均的精密轨道钟差产品的产品误差的第一标准差，将该第一标准差作为质量因子基准；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种确定质量因子的方法，包括：将精密单点定位
PPP
服务端产生的历史精密轨道钟差产品与产品真值做差获得产品误差，其中，产品真值包括
IGS
的事后的精密轨道钟差产品；统计每一颗卫星的平均的精密轨道钟差产品的产品误差的第一标准差，将该第一标准差作为质量因子基准；根据历史精密轨道钟差产品的数据和所有监测站保存的历史伪距和载波观测数据，计算单一历元下每一颗卫星所有频点的伪距残差和载波残差；根据当前时刻预设数量的监测站的伪距残差与载波残差，分别求当前时刻预设数量的监测站的伪距残差的第二标准差和载波残差的第三标准差；根据预先确定的质量因子参数
、
质量因子基准
、
第二标准差和第三标准差，确定精密轨道钟差产品的质量因子；其中，所述质量因子参数基于所述产品误差确定；所述当前时刻为计算精密轨道钟差产品的时刻
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算单一历元下每一颗卫星所有频点的伪距残差和载波残差，包括：采用非差非组合
PPP
方式，对单一历元下每一颗卫星所有频点的观测值进行状态估计后，确定单一历元下所有频点的所述伪距残差和所述载波残差
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，记单一历元下每一颗卫星所有频点的所述伪距残差为单一历元下每一颗卫星所有频点的所述载波残差为根据以下公式确定单一历元下所有频点的所述伪距残差和所述载波残差：单一历元下所有频点的所述伪距残差和所述载波残差：式中，
i
对应卫星，
i
＝1…
S
；
j
对应监测站，
j
＝1…
R
；
f
对应信号频点，
f
＝1…
L
，
ρ
为改正码延迟后的伪距观测值，
ψ
为载波观测值，为监测站
j
对应的卫星
i
在信号频点
f
的改正码延迟后的伪距观测值，为监测站
j
对应的卫星
i
在信号频点
f
的载波观测值，
X
i
为基于精密轨道产品计算的卫星
i
的位置，
X
j
为已知的监测站
j
的精密坐标，
cdt...

【专利技术属性】
技术研发人员：周光宇，翟亚慰，薛伟峰，崔红正，
申请(专利权)人：真点科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：