【技术实现步骤摘要】
本申请涉及卫星导航，尤其涉及一种基于特征向量的gnss信号质量监测方法及装置。
技术介绍
1、北斗卫星导航系统(英文：beidou navigation satellite system，简称：bds)可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。导航定位服务作为使用最为广泛的功能之一，导航信息的准确性成为值得关注的问题。卫星信号传播距离较远，极易产生激变，从而引起定位、授时等功能误差，影响bds服务质量。卫星信号质量监测技术可实时监测卫星信号，检测到信号发生畸变后，会及时告警用户，停用产生畸变的卫星信号，从而避免对定位、授时等结果产生影响，造成更大的危害。
2、但是，目前的信号质量监测方法仅依赖于与门限判决，容易造成虚警和漏警，并且计算量过大，由于多相关器和运算模块的存在，在硬件接收机上会增加硬件复杂度。
技术实现思路
1、在本申请实施例中，通过提供一种基于特征向量的gnss信号质量监测方法，解决了目前的信号质量监测方法仅依赖于与门限判决，容易造成虚警和漏警，并且计算量过大，由于多相关器和运算模块的存在，在硬件接收机上会增加硬件复杂度的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种基于特征向量的gnss信号质量监测方法，该方法包括：将通过模拟接收机接收的中频信号经过软件接收机进行分析，得到标准信号的相关峰数据；通过模拟不同的畸变信号模型，生成畸变信号的相关峰数据；其中，所述畸变信号模型包括：数字畸变模型、模拟畸变模型和混合畸变
3、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述建立单相相关器输出值的检测表达式为：iewfα≥irefα+|f(σtest,α)|；其中，iewf为畸变信号的相关峰的输出值，iref为标准信号的相关峰的输出值，f(σtest,α)为白噪声和畸变监测指标引起的差异值的表达函数，σtest为正常信号与所述标准信号之间的标准差，α为检测指标。
4、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述通过变换操作变换为最终特征向量表达式，包括：为了满足误警率和虚警率的要求，将建立单相相关器输出值的检测表达式表达为第二检测表达式：iewfα≥irefα+|σtest(kfa+kmd)·λα；其中，kfa为误警率的算子，kmd表示虚警率的算子，σtestkfa为满足误警率的门限值，σtestkmd为满足虚警率的门限值，λα为建立数学模型来描述热噪声对检测指标α的影响；将第二检测表达式拓展到矩阵形式以实现对所有相关器输出的综合判断，从而得到第三检测表达式。
5、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第三检测表达式为：其中，iewf为畸变矩阵即畸变多相关器组输出，为常数向量，对应每个相关器输出的检测标准值，iref为标准矩阵即标准多相关器组输出，∑test为标准差矩阵即正常信号相关器输出与标准量之间的标准差，ktot为常数因子，ktot＝kfa+kmd，λ为由常数因子组成的对角阵；定义偏差矩阵ie-r＝iewf-iref，将偏差矩阵带入第三检测表达式得到第四检测表达式：对第四检测表达式右乘∑testktot的伪逆矩阵从而得到最终特征向量表达式：其中，λ为矩阵的特征值，为对矩阵的特征向量。
6、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，将所述标准信号的相关峰的输出值、所述畸变信号的相关峰的输出值和偏差矩阵分别带入到所述特征向量表达式中，进行矩阵优化，从而获得不同的特征方程，包括：将所述标准信号的相关峰的输出值进行转置，获得将分别右乘最终特征向量表达式在不等号左边的伪逆式和偏差矩阵，得到第一特征方程：其中，λ为特征值，为特征向量；将所述畸变信号的相关峰的输出值进行转置，获得将分别右乘最终特征向量表达式在不等号左边的伪逆式和偏差矩阵，得到第二特征方程：其中，λ为特征值，为特征向量；将所述偏差矩阵进行转置，获得将分别右乘最终特征向量表达式在不等号左边的伪逆式和偏差矩阵，得到第三特征方程：其中，λ为特征值，为特征向量。
7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述特征方程描述畸变情况，包括：在不同的特征方程中利用绝对值较大的特征值对应的特征向量表征相关峰的基本形状特性，利用绝对值较小的特征值对应的特征向量表征相关峰信息中的噪声特性，从而根据所述特征方程描述畸变情况。
8、第二方面，本申请实施例提供了一种基于特征向量的gnss信号质量监测装置，该装置包括：分析模块，用于将通过模拟接收机接收的中频信号经过软件接收机进行分析，得到标准信号的相关峰数据；生成模块，用于通过模拟不同的畸变信号模型，生成畸变信号的相关峰数据；其中，所述畸变信号模型包括：数字畸变模型、模拟畸变模型和混合畸变模型；处理模块，用于将收集到的所述标准信号和所述畸变信号的相关峰数据进行归一化处理，确保数据在同一量级上；获得输出值模块，用于将所述标准信号和所述畸变信号输入到单相相关器中，获得所述标准信号的相关峰的输出值和所述畸变信号的相关峰的输出值；获得表达式模块，用于根据所述标准信号的相关峰的输出值和所述畸变信号的相关峰的输出值、白噪声和畸变监测指标引起的差异值以及正常信号与所述标准信号之间的标准差建立单相相关器输出值的检测表达式，并通过变换操作变换为最终特征向量表达式；进行矩阵优化模块，用于将所述标准信号的相关峰的输出值、所述畸变信号的相关峰的输出值和偏差矩阵分别带入到所述最终特征向量表达式中，进行矩阵优化，从而获得不同的特征方程；其中，所述偏差矩阵为所述标准信号的相关峰的输出值与所述畸变信号的相关峰的输出值的差值；描述情况模块，用于根据所述特征方程描述畸变情况。
9、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述建立单相相关器输出值的检测表达式为：iewfα≥irefα+|f(σtest,α)|；其中，iewf为畸变信号的相关峰的输出值，iref为标准信号的相关峰的输出值，f(σtest,α)为白噪声和畸变监测指标引起的差异值的表达函数，σtest为正常信号与所述标准信号之间的标准差，α为检测指标。
10、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述通过变换操作变换为最终特征向量表达式，包括：为了满足误警率和虚警率的要求，将建立单相相关器输出值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于特征向量的GNSS信号质量监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立单相相关器输出值的检测表达式为：Iewfα≥Irefα+|f(σtest,α)|；其中，Iewf为畸变信号的相关峰的输出值，Iref为标准信号的相关峰的输出值，f(σtest,α)为白噪声和畸变监测指标引起的差异值的表达函数，σtest为正常信号与所述标准信号之间的标准差，α为检测指标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过变换操作变换为最终特征向量表达式，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三检测表达式为：其中，Iewf为畸变矩阵即畸变多相关器组输出，为常数向量，对应每个相关器输出的检测标准值，Iref为标准矩阵即标准多相关器组输出，∑test为标准差矩阵即正常信号相关器输出与标准量之间的标准差，ktot为常数因子，ktot＝kfa+kmd，Λ为由常数因子组成的对角阵；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述标准信号的相关峰的输出值、所述畸变信号的相关峰的输出值和偏差矩阵
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征方程描述畸变情况，包括：
7.一种基于特征向量的GNSS信号质量监测装置，其特征在于，包括：
8.一种基于特征向量的GNSS信号质量监测服务器，其特征在于，包括存储器和处理器；
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行指令，计算机执行所述可执行指令时能够实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于特征向量的gnss信号质量监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立单相相关器输出值的检测表达式为：iewfα≥irefα+|f(σtest,α)|；其中，iewf为畸变信号的相关峰的输出值，iref为标准信号的相关峰的输出值，f(σtest,α)为白噪声和畸变监测指标引起的差异值的表达函数，σtest为正常信号与所述标准信号之间的标准差，α为检测指标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过变换操作变换为最终特征向量表达式，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三检测表达式为：其中，iewf为畸变矩阵即畸变多相关器组输出，为常数向量，对应每个相关器输出的检测标准值，iref为标准矩阵即标准多相关器组输出，∑test为标准差矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：程松，高金辉，张凤文，刘淳焜，
申请(专利权)人：中电科星河北斗技术西安有限公司，
类型：发明
国别省市：
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