监测绝对信号偏差产品质量的方法技术

本申请公开一种监测绝对信号偏差

【技术实现步骤摘要】
监测绝对信号偏差产品质量的方法


[0001]本申请涉及但不限于卫星导航技术，其中涉及一种监测
OSB
产品质量的方法
。

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
、
测绘等行业十分关键的定位手段
。
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)。
[0003]PPP
技术利用国际
GNSS
服务组织
(IGS
，<br/>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
技术有两个优点：系统服务覆盖区域大和总运营成本低
。
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
、
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
。
[0004]无论是实现
PPP
还是
PPP
‑
RTK
定位，都离不开绝对信号偏差
(OSB
，
Observable Specific Bias)
产品
(
是卫星定位领域公知的一种数据产品
)
，它包含了对
GNSS
伪距测量卫星端码延迟的改正信息，对应每颗卫星的每个伪距测量
。
以
GPS
系统为例，
PPP
服务端播发的
OSB
产品通常会提供
L1
频点的信号通道
C1C
和信号通道
C1W
偏差，同时也会提供其它频点的不同信号通道的码偏差值，如信号通道
C2C、
信号通道
C2W
和信号通道
C5Q
等
。
由于
OSB
产品已经归化到每个观测信号上，用户在收到后直接从原始观测值中减除即可
。
不改正
OSB
产品或使用错误的
OSB
产品会导致定位结果出现较大误差，影响终端用户的使用安全
。
[0005]OSB
产品的计算是基于全球分布的地面监测站
(
本文后续简称为监测站
)
，首先分别计算频内和频间的卫星加接收机
(SPR
，
Satellite Plus Receiver)
偏差；对于频内
SPR
的计算，直接用伪距相减即可获得；对于频间
SPR
的计算，则需要先估计出电离层延迟再进行计算
。
在获得
SPR
以后，通常有三种方法分离接收机端偏差和卫星端偏差：
(1)
固定一个单接收机偏差；
(2)
为所有卫星增加一个偏差总和为零的约束；
(3)
选择相对码偏差
(DCB
，
Differential Code Bias)
的值较为稳定的卫星作为零基准参考
。
利用上述任意方法完成接收机端偏差和卫星端偏差的分离后，即可获得卫星端的
DCB。
通过进一步强制加入基准约束
(
通常为将两个频点的消电离层组合码偏差结果设置为零
)
，求得每个信号通道的码偏差结果，进而生成了
OSB
产品
。
由于
OSB
产品的值极其稳定，因此业内主流的
OSB
产品计算方法是以天为单位，取一天内所有监测站的观测值，集中进行最小二乘估计，获得一组
OSB
产品的数据结果，以该一组
OSB
产品的数据结果作为第二天的
OSB
产品的文件，这种方法利用
OSB
产品的值不频繁变化的特性，通过计算前一天的
OSB
产品的数据结果进行后期预报
。
在实时运行过程中，
PPP
的服务端首先获得按天更新的
OSB
产品的文件，并对它按照固定的频率
(
通常为
30s
，播发的时间窗口或时长间隔为
30
秒
)
重复播发
。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种监测绝对信号偏差产品质量的方法，包括对每一个监测站：计算监测站的接收机端相对码偏差
DCB
；根据计算获得的监测站的接收机端的
DCB
，确定时间窗口的接收机端
DCB
；根据计算监测站的接收机端的
DCB
和确定的时间窗口的接收机端
DCB
，获得用于故障诊断的检测统计量；根据获得检验统计量，确定每条相对绝对信号偏差
OSB
产品是否告警的故障检测结果
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算监测站的接收机端
DCB
，包括：将在前时间窗口内的监测站伪距观测数据与监测站实时收到的
OSB
产品做差后取平均，获得所述监测站的接收机端
DCB
；其中，所述在前时间窗口包括：监测站实时收到
OSB
产品的时间窗口的前一个时间窗口
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述监测站的接收机端
DCB
包括
k
时刻的频内的第一接收机端
DCB
和信号频点
f1和信号频点
f2的频间消电离层组合
IF
后频间的第二接收机端
DCB
，所述计算监测站的接收机端
DCB
，包括：记所述时间窗口内的历史观测历元为
k
，
k
＝1…
K
，所对应的卫星为
i
，
i
＝1…
S
；所述接收机端为
j
，
j
＝1…
R
；信号频点为
f
，
f
＝1…
L
；信号通道为
c
，
c
＝1…
M
；第一接收机端
DCB
记为第二接收机端
DCB
记为通过以下公式计算所述第一接收机端
DCB
和所述第二接收机端
DCB
：：式中，
ρ
代表伪距测量数据中的伪距观测值，索引
f
代表同频的频率，信号通道
c1和
c2对应信号频点
f1，信号通道
c3对应信号频点
f2，索引
f1和
f2表示频间计算的两个不同的频率，表示监测站实时收到信号频点为
f、
卫星为
i
的信号通道为
c
a1
的
OSB
产品的数据，表示信号频点为
f、
卫星为
i、
接收机端为
j
的信号通道为
c
a1
的伪距测量数据中的伪距观测值；表示信号频点
f1和信号频点
f2的频间消电离层组合
IF
后
、
卫星为
i、
接收机端为
j
的信号通道为
c
a1
和信号通道为
c
a2
的伪距测量数据中的伪距观测值；表示监测站实时收到信号频点
f1和信号频点
f2的频间
、
卫星为
i
的信号通道为
c
a1
和
c
a2
消电离层组合后的
OSB
产品的数据，
a1
取值为1或2，
a2
取值为
3。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时间窗口的接收机端
DCB
包括时间窗口的频内的第三接收机端
DCB
和时间窗口的频间的第四接收机端
DCB
；所述确定时间窗口的接收机端
DCB
，包括：记所述时间窗口为
T
，所述第三接收机端
DCB
为所述第四接收机端
DCB
为基于下述公式计算所述第三接收机端
DCB
和所述第四接收机端
DCB
：
式中，表示遍历所有信号频点与信号通道的组合，取时间窗口内所有历元的第一接收机端
DCB
的平均值；表示遍历所有信号频点与信号通道的组合，取时间窗口内所有历元的第二接收机端
DCB
的平均值
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测统计量包括频内的第一检验统计量和频间的第二检验统计量，所述获得用于故障诊断的检测统计量，包括：对所述第一接收机端
DCB
与所述第三接收机端
DCB
做差，获得所述第一检验统计量；对所述第二接收机端
DCB
与所述第四接收机端
DCB
做差，获得所述第二检验统计量
。6.
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据获得检验统计量，确定每条相对绝对信号偏差
OSB
产品是否告警的故障检测结果，包括：将所述第一检验统计量与预先设定的第一差值阈值进行对比，获得第一对比结果；将所述第二检验统计量与预先设定的第二差值阈值进行对比，获得第二对比结果；根据获得的所述第一对比结果和所述第二对比结果，确定每条相对
OSB
产品是否告警的故障检测结果
。7.
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定每条相对
OSB

【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：