用于补偿错误测量的系统和方法技术方案

在测量时期内从全球导航卫星接收信号的卫星导航测量(图4中的402)。使用卡尔曼滤波器来基于卫星导航测量计算测量时期内全球导航卫星的状态(404)，其中全球导航卫星的所述状态利用第一闭型更新方程来计算。检测测量时期内的多个全球导航卫星中的错误测量(406)。通过所述多个全球导航卫星的所述计算状态以及使用包括相对于错误测量修改过的第一闭型更新方程的修订闭型更新方程，来计算补偿错误测量的测量时期内所述多个全球导航卫星的修订状态(408)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
所公开的实施例总的涉及补偿错误测量。
技术介绍
卡尔曼滤波器(Kalman filter)可被用来求解具有嘈杂的测量的动态系统中的静态和动态参数。一个这样的系统是全球导航卫星系统(GNSS)，在该系统中，卫星导航测量受到多个噪声源(例如，多路径效应、电离层效应、对流层效应等)影响。在利用卡尔曼滤波器通过作为静态和动态参数的函数的测量来求解这些静态和动态参数(通常称为状态向量)时，存在两个主要动机。首先，卡尔曼滤波器允许插入影响动态参数的统计驱动力。其次，卡尔曼滤波器允许在特定测量时期进行的一组测量被作为单个测量而不是一批测量被处理，而作为一批测量被处理则需要逆矩阵。尽管一次处理一个测量的能力对于卡尔曼滤波器而言是独特的处理优点，但其带来了一个问题直到测量时期内的所有测量都已经被处理才能够获得相对于状态向量的最后测量更新的测量误差。不幸地，直到测量时期内的所有测量都已经被处理才能够检测到错误测量。然而，一旦错误测量已经被处理，则错误测量对状态向量和协方差矩阵的影响已经被分别包括在了状态向量和协方差矩阵中。消除错误测量的影响一般需要放弃测量时期内的状态向量的测量更新和协方差矩阵的更新，并且重新处理没有错误测量的整个测量组。然而，重新处理测量时期内的所有测量是计算昂贵的并且耗时的。例如，考虑这样的卡尔曼滤波器其利用围绕地球分布的80个基准站来追踪30个全球导航卫星的轨道。在本示例中，在每个测量时期期间，大约800个卫星导航测量被处理(例如，基于在80个基准站中的每一个处观察到的平均10个全球导航卫星)。如果折射校正代码测量和折射校正载波相位测量被处理，那么在每个测量时期，有1，600个测量被处理。因此，重新处理整个测量时期以消除错误测量并不是切实的解决方案。因此，高度期望提供一种在没有上述问题的情况下补偿错误测量的系统和方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，一些实施例提供了一种系统、包括指令的计算机可读存储介质、以及用于补偿错误卫星导航测量的计算机执行方法。在测量时期内接收系统中的多个测量。卡尔曼滤波器被用来基于所述多个测量计算测量时期内的系统状态，其中使用第一闭型更新方程来计算测量时期内的系统状态。在测量时期内的所述多个测量中检测错误测量，并且通过使用测量时期内系统的计算的状态作为对修订的状态计算的输入以及使用包括相对于错误测量修改过的第一闭型更新方程的修订的闭型更新方程，来计算补偿错误测量的测量时期内系统的修订的状态。在一些实施例中，测量时期内的所述多个测量中的错误测量被如下地检测。对于所述多个测量中的每个测量，计算测量的离群偏量(outlier bias)。判断对于测量的离群偏量是否大于第一阈值。如果对于测量的离群偏量大于第一阈值，则判定测量是错误测量。在一些实施例中，补偿错误测量的测量时期内系统的修订的状态被如下地计算。 判断对于错误测量的离群偏量是否高于第二阈值，其中第二阈值大于第一阈值。如果离群偏量大于第二阈值，则通过如下方式从系统状态中消除错误测量的影响利用用于错误测量的协方差的值的负值(negative of a value)来计算对应于错误测量的修订的卡尔曼增益，其中从对应于系统的计算的状态的协方差矩阵来确定用于错误测量的协方差；基于修订的卡尔曼增益来修订第一闭型更新方程，以产生修订的第一闭型更新方程；以及通过将修订的第一闭型更新方程应用于测量时期内系统的计算的状态来计算系统的修订的状态， 从而从系统状态消除错误测量的影响。在一些实施例中，基于修订的卡尔曼增益的第二闭型更新方程被修订成产生修订的第二闭型更新方程。然后，通过将修订的第二闭型更新方程应用于与测量时期内的系统状态相关联的协方差矩阵来计算与系统的修订的状态相关联的修订的协方差矩阵，从而从与系统状态相关联的协方差矩阵中消除错误测量的影响。在一些实施例中，第二阈值是最小可检测误差阈值。在一些实施例中，如果离群偏量介于第一阈值和第二阈值之间，那么通过如下方式来减小错误测量对系统状态的影响利用用于错误测量的协方差的值的一部分(a fraction of the value)来计算对应于错误测量的修订的卡尔曼增益；基于修订的卡尔曼增益来修订第一闭型更新方程，以产生修订的第一闭型更新方程；以及通过将修订的第一闭型更新方程应用于测量时期内系统的计算的状态来计算系统的修订的状态，从而消除错误测量对系统状态的影响。在一些实施例中，基于修订的卡尔曼增益来修订第二闭型更新方程，以产生修订的第二闭型更新方程，并且通过将修订的第二闭型更新方程应用于与测量时期内的系统状态相关联的协方差矩阵来计算与系统的修订的状态相关联的修订的协方差矩阵，从而减小错误测量对与系统状态相关联的协方差矩阵的影响。在一些实施例中，如果离群偏量位于第一阈值以下，则确定测量不是错误测量。在一些实施例中，所述系统是卫星导航接收器，其中所述多个测量包括从多个全球导航卫星接收的信号的测量，并且其中卫星导航接收器的状态包括卫星导航接收器的位置、卫星导航接收器的速度、以及时间。在一些实施例中，接收补偿所述多个全球导航卫星的预测轨道和时钟的误差的校正信号，并且基于所述校正信号调节卫星导航接收器的状态。在一些实施例中，所述系统是多个全球导航卫星，其中所述多个测量包括接收自所述多个全球导航卫星的信号的测量，并且其中所述多个全球导航卫星的状态包括所述多个全球导航卫星中的每个全球导航卫星的位置、所述多个全球导航卫星中的每个全球导航卫星的速度、以及由所述多个全球导航卫星中的每个全球导航卫星报告的时间。在一些实施例中，所述多个全球导航卫星的修订的状态被用来计算补偿所述多个全球导航卫星的预测轨道和时钟的误差的校正信号，并且所述校正信号被发送给一个或多个卫星导航接收器。在一些实施例中，所述系统包括电力分配网络，所述电力分配网络包括一个或多个发电站以及一个或多个电网，其中所述多个测量接收自用于电力分配网络的多个传感器，并且其中系统状态包括电力分配网络的状态，并且包括所述一个或多个发电站的幅值、频率和相位关系，流向所述一个或多个发电站的发电机的燃料流量，以及由电网提取的电量。在一些实施例中，所述系统是天气系统，其中所述多个测量接收自分布于天气系统中的多个地理位置的多个气象传感器，并且其中天气系统的状态包括在所述多个地理位置处的气温和风速。在一些实施例中，所述系统是雷达系统，其中所述多个测量包括从多个雷达目标反射的雷达信号，并且其中雷达系统的状态包括与每个雷达目标的距离、每个雷达目标的速度、以及时间。附图说明图IA是示出根据一些实施例的全球卫星导航系统的框图。图IB是示出根据一些实施例的系统的框图。图2是示出根据一些实施例的卫星导航接收器的框图。图3A是示出根据一些实施例的计算机系统的框图。图3B是示出根据一些实施例的计算机系统的框图。图4是根据一些实施例的用于补偿错误卫星导航测量的方法的流程图。图5是根据一些实施例的用于检测错误卫星导航测量的方法的流程图。图6是根据一些实施例的用于计算测量时期内多个全球导航卫星的修订的状态的方法的流程图，该修订状态补偿错误测量。图7是根据一些实施例的用于从所述多个全球导航卫星的状态消除错误测量的影响的方法的流程图。图8是根据一些实施例的用于计算与所述多个全球导航卫星的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·R·黑奇，L·L·戴，
申请(专利权)人：纳夫科姆技术公司，
类型：发明
国别省市：