【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星通信，特别是涉及一种gnss接收机钟差异常检测方法及装置。
技术介绍
1、gnss作为现代社会授时的重要手段，已经被广泛应用于重要基础设施以完成广域时间同步。gnss接收机通过接收卫星信号，解算本地时与系统时的钟差，将时间同步至系统时，进而溯源至协调世界时。但是由于接收机所处的环境复杂，卫星信号折射引起的多径、高大建筑引起的遮挡、实验室模拟产生的gnss信号以及卫星本身的故障均有可能引起接收机解算钟差的异常畸变。因此，对接收机钟差进行异常检测是保证高精度、高可信授时的关键问题。
2、当前国内在gnss授时监测领域正处于发展阶段。近年来逐渐有学者发表关于钟差异常检测的研究成果，但是还存在着许多局限，例如使用高精度时钟源辅助的钟差异常检测技术只适用于钟差异常较大的干扰信号，无法检测钟差出现的缓变异常；授时接收机完好性监测方法也无法检测出符合伪距一致性检验的异常变化，钟差异常检测准确率低。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高钟差异常检测准确率的gnss接收机钟差异常检测方法、装置、计算机设备和存储介质。
2、一种gnss接收机钟差异常检测方法，所述方法包括：
3、获取接收机输出数据；根据接收机输出数据确定检测算法的工作模式，在检测模式过程中获取当前及历史历元钟差，对当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量；
4、根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算高阶差分变量的噪声相关值，计
5、根据预检测滤波器和预先获取的虚警概率确定检验统计量与检测门限，比较当前历元的检验统计量与检测门限，若检验统计量大于检测门限，则判定当前历元的钟差异常，若检验统计量不大于检测门限，则判定当前历元的钟差正常；
6、在识别模式过程中获取当前及历史历元的所有卫星观测通道的钟差，对所有卫星观测通道的钟差进行与工作模式相同的计算过程确定所有卫星观测通道的检验统计量与检测门限，利用各通道的检验统计量与检测门限确定异常检测通道。
7、在其中一个实施例中，对当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量，包括：
8、对当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量为
9、
10、其中，k表示历元序号，ts表示接收机输出钟差的时间间隔，tu(k)表示当前历元钟差，tu(k-1)和tu(k-2)分别表示不同的历史历元钟差。
11、在其中一个实施例中，根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算高阶差分变量的噪声相关值，包括：
12、根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算高阶差分变量的噪声相关值为
13、
14、其中，τ为自相关函数r的时延，h0和h-2为不同时刻的接收机时钟参数，表示实时估计的平均伪距测量噪声方差，ts表示接收机输出钟差的时间间隔，c表示光速。
15、在其中一个实施例中，计算噪声相关值的托普利茨矩阵的过程包括：
16、计算噪声相关值的托普利茨矩阵为
17、c＝toeplitz([r(0),r(1),...,r(n-1)]t)
18、其中，当噪声相关值的已知历元数大于预先获取的钟差历元数时，n为钟差历元数，当噪声相关值的已知历元数不大于预先获取的钟差历元数时，n为噪声相关值的已知历元数。
19、在其中一个实施例中，根据预检测滤波器和预先获取的虚警概率确定检验统计量与检测门限，包括：
20、根据预检测滤波器确定检验统计量为
21、t(k)＝∑(d[δfu(k-n+1),...,δfu(k)]t).2
22、其中，d表示预检测滤波器，k表示历元序号，δfu表示高阶差分变量，上标t表示转置运算。
23、在其中一个实施例中，根据预先获取的虚警概率确定检测门限为
24、γ＝f-1(1-pfa)
25、其中，pfa表示预先获取的虚警概率，f-1(·)是中心χ2分布的概率累积分布函数的逆函数，其自由度为n。
26、在其中一个实施例中，利用各通道的检验统计量与检测门限确定异常检测通道，包括：
27、遍历比较当前历元的所有卫星通道的检验统计量tn(k)与检测门限γ，若通道n的tn(k)＞γ，则判定当前历元的钟差异常，且异常观测通道为n，反之为正常。
28、一种gnss接收机钟差异常检测装置，装置包括：
29、模式选择模块，用于获取接收机输出数据；根据接收机输出数据确定检测算法的工作模式，在检测模式过程中获取当前及历史历元钟差，对当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量；
30、噪声相关值计算模块，用于根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算高阶差分变量的噪声相关值，计算噪声相关值的托普利茨矩阵，利用托普利茨矩阵构建预检测滤波器；
31、异常检测模块，用于根据预检测滤波器和预先获取的虚警概率确定检验统计量与检测门限，比较当前历元的检验统计量与检测门限，若检验统计量大于检测门限，则判定当前历元的钟差异常，若检验统计量不大于检测门限，则判定当前历元的钟差正常；
32、异常通道识别模块，用于在识别模式过程中获取当前及历史历元的所有卫星观测通道的钟差，对所有卫星观测通道的钟差进行与工作模式相同的计算过程确定所有卫星观测通道的检验统计量与检测门限，利用各通道的检验统计量与检测门限确定异常检测通道。
33、上述gnss接收机钟差异常检测方法及装置，本专利技术在钟差的高阶差分域检测异常，在检测模式过程中获取当前及历史历元钟差，对当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量，根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算高阶差分变量的噪声相关值，计算噪声相关值的托普利茨矩阵，利用托普利茨矩阵构建预检测滤波器，根据预检测滤波器和预先获取的虚警概率确定检验统计量与检测门限，比较当前历元的检验统计量与检测门限，若检验统计量大于检测门限，则判定当前历元的钟差异常，若检验统计量不大于检测门限，则判定当前历元的钟差正常，通过对差分结果进行预处理后计算多历元的累计值，将该值作为检验统计量与设定的门限进行比较即可判定钟差是否正常，能够直接使用钟差数据进行异常检测，不需要修改现有接收机的后处理算法，可以提高异常检测的准确率，同时对不同的接收机输出数据设置处理模式，通过位置信息辅助静态接收机解算每个观测通道对应的钟差，再利用钟差序列构造检验统计量，将所有卫星观测通道的检验统计量与设定的门限比较，通过在高阶差分域累积多历元的异常值来实现异常卫星检测，能够以不同工作模式适应不同接收机，充分利用接收机的观测和后处理能力，不借助额外硬件辅助识别异常卫星观测通道，在导航解算算法上即可实现，具有良好的兼容性和推广价值。
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1.一种GNSS接收机钟差异常检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算所述高阶差分变量的噪声相关值，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述噪声相关值的托普利茨矩阵的过程包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述预检测滤波器和预先获取的虚警概率确定检验统计量与检测门限，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用各通道的检验统计量与检测门限确定异常检测通道，包括：
8.一种GNSS接收机钟差异常检测装置，其特征在于，所述装置包括：
【技术特征摘要】
1.一种gnss接收机钟差异常检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述当前及历史历元钟差进行钟差计算，得到高阶差分变量，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据接收机时钟参数和接收机输出钟差的时间间隔计算所述高阶差分变量的噪声相关值，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述噪声相关值的托普利茨...
【专利技术属性】
技术研发人员：马明，付栋，彭竞，龚航，臧文驰，于美婷，李宗楠，郭宇，陈晨，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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