频间偏差一致性的评估方法及装置、监控设备与流程

文档序号:20433633发布日期:2020-04-17 21:54阅读:238来源:国知局
频间偏差一致性的评估方法及装置、监控设备与流程

本发明属于卫星定位技术领域,尤其涉及一种频间偏差一致性的评估方法及装置、监控设备。



背景技术:

gnss技术被广泛用于导航、定位、授时相关应用领域。随着多个卫星导航系统(gps,bds,glonass,galileo)的出现,gnss定位技术正在向多系统联合定位方向发展。作为四大主流导航卫星系统之一,glonass导航卫星系统在多系统定位中扮演了重要的角色

由于glonass采用了频分多址(frequencydivisionmultipleaccess,fdma)技术,每颗glonass卫星频率均不相同。在这种情况下,只有当rtk作业时所使用的两台gnss接收机的glonassifb相同时,才能通过站间差分进行消除。当两台gnss接收机的glonassifb(interfrequencybias)不一致时,通过站间差分无法消除ifb的误差影响,此时rtk解算需要基于接收机板卡型号获取ifb差异值预先进行修正。为了确保算法能正确处理,同一厂家生产的同一型号的接收机的ifb误差通常需要保证一致,否则基于接收机板卡型号处理glonassifb误差的rtk解算方式将出现错误。因此,有必要对同一型号接收机glonass相位频间偏差一致性进行评估和监测。

现有技术中,通常采用双差模糊度固定或精密单点定位等方式进行数据处理解算,然后获得频间偏差后进行评估,但实现过程比较复杂,且评估速度较慢。



技术实现要素:

本发明实施例提供了一种频间偏差一致性的评估方法及装置、监控设备,旨在解决现有技术的由于实现过程较复杂导致影响评估效率的问题。

一种频间偏差一致性的评估方法,包括:

在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;

基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

优选地,所述基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据包括:

基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合观测值;

基于所构建的站间单差mw组合观测值计算对应的mw组合滤波值。

优选地,采用以下公式来构建站间单差mw组合观测值:

其中,δφmw为站间单差mw组合观测值,f1和f2为观测值频率,δφ1和δφ2分别为第一频率和第二频率的站间单差载波相位观测值,δp1和δp2分别为第一频率和第二频率的站间单差伪距观测值,λwl为宽巷波长。

优选地,所述基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估包括:

基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行标准偏差统计;

基于标准偏差统计结果进行频间偏差一致性的评估。

优选地,所述基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行标准偏差统计包括:

获取所述双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据;

基于所述小数点区域的数据进行标准偏差统计。

优选地,所述基于标准偏差统计结果进行频间偏差一致性的评估包括:

判断所述标准偏差统计结果是否小于标准值;

当判断为是时,确定接收机的频间偏差具有一致性;

当判断为否时,确定接收机的频间偏差不一致。

优选地,基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解之后、基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行标准偏差统计之前还包括:

判断下一历元的观测值是否存在;

当存在时,转到基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据的步骤;

当不存在时,判断滤波时间是否超过阈值;

当超过时,转到获取所述双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据的步骤。

优选地,所述gnss观测值为glonass观测值。

本发明还提供一种频间偏差一致性的评估装置,包括:

采集单元,用于在间距小于预设值的两点上分别采集gnss观测值;

构建单元,用于基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

计算单元,用于基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

评估单元,用于基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

本发明还提供一种监控设备,该监控设备包括一种频间偏差一致性的评估装置,所述评估装置包括:

采集单元,用于在间距小于预设值的两点上分别采集gnss观测值;

构建单元,用于基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

计算单元,用于基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

评估单元,用于基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

本发明还提供一种存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行如下步骤:

接收证书校验指示;

基于所述校验指示获取对应的nmea数据,所述nmea数据携带gps授时时间;

基于所述授时时间校验所述证书是否过期。

本发明还提供一种评估终端,包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;

基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

本发明实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的流程图;

图2为本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的步骤s2的具体流程图;

图3为本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的步骤s4的具体流程图;

图4为本发明第二实施例提供的一种频间偏差一致性的评估装置的结构图;

图5为本发明第三实施例提供的一种评估终端的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明实施例中,一种频间偏差一致性的评估方法,包括:在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一:

图1示出了本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的流程图,该方法包括:

步骤s1,在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;

具体地,预先设置多个位置点,使用接收机采集gnss观测值,优选地,该gnss观测值为glonass观测值,相邻两个位置点之间的间距小于预设值,该预设值可根据实际情况而设,优选地,该预设值为70km。将接收机设置在每个位置点用于采集观测值(gnss观测值),且接收机的型号可一致。

步骤s2,基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

具体地,根据所采集的两个位置点的gnss观测值来构建站间单差mw组合数据,该组合数据可包括站间单差mw组合观测值及mw(melbourne-wübbena)组合滤波值。

步骤s3,基于站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

具体地,根据前述的站间单差mw组合数据来计算对应的双差宽巷模糊度浮点解,即glonass双差宽巷模糊度浮点解。

进一步地,以选定高度角较高且质量较好的卫星作为参考星,其他glonass卫星作为非参考星,与该参考星组成卫星对,任一卫星对的glonass双差宽巷模糊度浮点解计算过程为:根据以下公式来计算双差宽巷模糊度单历元解,并基于双差宽巷模糊度单历元解(采用递推平均或滤波方式)计算对应的双差宽巷模糊度滤波解(浮点解);

其中:表示双差算子,δ表示站间单差算子,表示星间单差算子;表示双差宽巷(载波相位)模糊度浮点解;分别表示第一频率和第二频率对应非参考星的站间单差载波相位观测值,分别表示第一频率和第二频率对应参考星的站间单差载波相位观测值;表示对应参考星的宽巷观测值波长,表示对应非参考星的宽巷观测值波长;分别表示a站和b站至非参考星之间的站星几何距离,分别表示a站和b站至参考星之间的站星几何距离;为基于经验模型计算的双差对流层干延迟;表示站间单差mw组合观测值的滤波值。

步骤s4,基于双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估;

具体地,根据预设的标准值及双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估。

在本实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

在本实施例的一个优选方案中,如图2所示,为本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的步骤s2的具体流程图,该步骤s2具体包括:

步骤s21,基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合观测值;

具体地,基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合观测值,优选地,利用公式:来构建,其中,δφmw为站间单差mw组合观测值,f1和f2为观测值频率,δφ1和δφ2分别为第一频率和第二频率的站间单差载波相位观测值,δp1和δp2分别为第一频率和第二频率的站间单差伪距观测值,λwl为宽巷观测值波长。

步骤s22,基于所构建的站间单差mw组合观测值计算对应的mw组合滤波值;

具体地,采用递推平均或滤波方式得到glonass单差mw组合滤波值。例如,采用递推平均方式的计算公式如下

式中,k表示累积历元数,表示第k历元的站间单差mw组合观测值,表示第k历元的站间单差mw组合滤波值。

在本实施例的一个优选方案中,如图3所示,为本发明第一实施例提供的一种频间偏差一致性的评估方法的步骤s4的具体流程图,该步骤s4具体包括:

步骤s41,基于双差宽巷模糊度浮点解进行标准偏差统计;

具体地,根据双差模糊度浮点解来进行标准偏差统计,具体过程如下:

获取双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据;

优选地,选择经过大于30分钟滤波时间的双差宽巷模糊度浮点解作为对象,进行小数点区域数据的获取;

首先对双差宽巷模糊度浮点解进行分解,例如采用以下公式来实现:

其中:为宽巷模糊度的小数部分,为双差宽巷模糊度浮点解,[·]round为取整操作;

获取双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据,即去除模糊度浮点解对应的数值的整数部分,只保留小数点部分的数值,例如浮点解为100.363,只保留小数部分为0.363;

基于小数点区域的数据进行标准偏差统计;

具体地,采用以下公式来实现标准差统计:

其中:stdwl_frac表示对宽巷小数部分进行标准偏差统计后的统计结果,n为满足滤波时间的滤波值的个数;

步骤s42,基于标准偏差统计结果进行频间偏差一致性的评估;

具体地,首先预设一标准值,判断该标准偏差统计结果是否小于该标准值,该标准值的具体数值可根据实际情况而设,此处对此不作限制,优选地,该标准值为0.2;当判断为是时,即stdwl_frac<0.2确定接收机的频间偏差具有一致性,当判断为否时,确定接收机的频间偏差不一致。

在本实施例的一个优选方案中,该步骤s3之后、步骤s41之前还可包括:

判断下一历元的观测值是否存在;

当判断存在时,转到步骤s2,判断为不存在,进一步判断滤波时间是否超过阈值,当超过阈值时,转到步骤s41,当未超过阈值时,表示滤波时间未达到阈值,此时不进行一致性评估。该阈值的大小可根据实际情况而设,此处对此不作限制,优选地,该阈值为2.5h。

具体地,首先判断下一历元的观测值是否存在,当存在时,先通过接收机接收当前最新的观测值,当不存在时判断滤波时间是否达到阈值,当滤波时间达到阈值时进行一致性评估,当未达到阈值时不进行一致性评估,可降低成本,提高评估的有效性。

在本实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

其次,采用相位观测值进行解算评估,减少伪距噪声及多径的影响,提高评估可靠性。

再者,适用于多种距离的接收机,提高实用性。

实施例二:

如图4所示,为本发明第二实施例提供的一种频间偏差一致性的评估装置的结构图,该评估装置包括:采集单元1、与采集单元1连接的构建单元2、与构建单元2连接的计算单元3、与计算单元3连接的评估单元4,其中:

采集单元1,用于在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;

具体地,预先设置多个位置点,使用接收机采集gnss观测值,优选地,该gnss观测值为glonass观测值,相邻两个位置点之间的间距小于预设值,该预设值可根据实际情况而设,优选地,该预设值为70km。将接收机设置在每个位置点用于采集观测值(gnss观测值),且接收机的型号可一致。

构建单元2,用于基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

具体地,根据所采集的gnss观测值来构建站间单差mw组合数据,该组合数据可包括站间单差mw组合观测值及mw组合滤波值。

计算单元3,用于基于站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

具体地,根据前述的站间单差mw组合数据来计算对应的双差宽巷模糊度浮点解,即glonass双差宽巷模糊度浮点解。

进一步地,以选定高度角较高且质量较好的卫星作为参考星,其他glonass卫星作为非参考星,与该参考星组成卫星对,任一卫星对的glonass双差宽巷模糊度浮点解计算过程为:根据以下公式来计算双差宽巷模糊度单历元解,并基于双差宽巷模糊度单历元解(采用递推平均或滤波方式)计算对应的双差宽巷模糊度滤波解(浮点解);

其中:表示双差算子,δ表示站间单差算子,表示星间单差算子;表示双差宽巷(载波相位)模糊度浮点解;分别表示第一频率和第二频率对应非参考星的站间单差载波相位观测值,分别表示第一频率和第二频率对应参考星的站间单差载波相位观测值;表示对应参考星的宽巷观测值波长,表示对应非参考星的宽巷观测值波长;分别表示a站和b站至非参考星的站星几何距离,分别表示a站和b站至参考星的站星几何距离;为基于经验模型计算的双差对流层干延迟;表示站间单差mw组合观测值的滤波值。

评估单元4,用于基于双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估;

具体地,根据预设的标准值及双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估。

在本实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

在本实施例的一个优选方案中,该构建单元2具体用于:

基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合观测值;

具体地,基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合观测值,优选地,利用公式:来构建,其中,δφmw为站间单差mw组合观测值,f1和f2为观测值频率,δφ1和δφ2分别为第一频率和第二频率的站间单差载波相位观测值,δp1和δp2分别为第一频率和第二频率站间单差伪距观测值,λwl为宽巷观测值波长。

还用于基于所构建的站间单差mw组合观测值计算对应的mw组合滤波值;

具体地,采用递推平均或滤波方式得到glonass单差mw组合滤波值。

在本实施例的一个优选方案中,该评估单元4具体包括:统计子单元、与统计子单元连接的评估子单元,其中:

统计子单元,用于基于双差宽巷模糊度浮点解进行标准偏差统计;

具体地,根据双差模糊度浮点解来进行标准偏差统计,具体过程如下:

获取双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据;

优选地,选择经过大于30分钟滤波时间的双差宽巷模糊度浮点解作为对象,进行小数点区域数据的获取;

首先对双差宽巷模糊度浮点解进行分解,例如采用以下公式来实现:

其中:为宽巷模糊度的小数部分,为双差宽巷模糊度浮点解,[·]round为取整操作;获取双差宽巷模糊度浮点解的小数点区域的数据,即去除模糊度浮点解对应的数值的整数部分,只保留小数点部分的数值,例如浮点解为100.363,只保留小数部分为0.363;

基于小数点区域的数据进行标准偏差统计;

具体地,采用以下公式来实现标准差统计:

其中:stdwl_frac表示对宽巷小数部分进行标准偏差统计后的统计结果,n为满足滤波时间的滤波值的个数;

评估子单元,用于基于标准偏差统计结果进行频间偏差一致性的评估;

具体地,首先预设一标准值,判断该标准偏差统计结果是否小于该标准值,该标准值的具体数值可根据实际情况而设,此处对此不作限制,优选地,该标准值为0.2;当判断为是时,即stdwl_frac<0.2确定接收机的频间偏差具有一致性,当判断为否时,确定接收机的频间偏差不一致。

在本实施例的一个优选方案中,该装置还可包括:与构建单元2及评估单元4均连接的判断单元,其中:

判断单元,用于判断下一历元的观测值是否存在;

当判断存在时,反馈给构建单元2;判断为不存在,进一步判断滤波时间是否超过阈值,当超过阈值时,反馈给评估单元4,当未超过阈值时,表示滤波时间未达到阈值,此时不进行一致性评估。该阈值的大小可根据实际情况而设,此处对此不作限制,优选地,该阈值为2.5h。

具体地,首先判断下一历元的观测值是否存在,当存在时,先通过接收机接收当前最新的观测值,当不存在时判断滤波时间是否达到阈值,当滤波时间达到阈值时进行一致性评估,当未达到阈值时不进行一致性评估,可降低成本,提高评估的有效性。

在本实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

其次,采用相位观测值进行解算评估,减少伪距噪声及多径的影响,提高评估可靠性。

再者,适用于多种距离的接收机,提高实用性。

本发明还提出一种监控设备,该终端设备包括一种频间偏差一致性的评估装置,该评估装置与上述实施例二描述的频间偏差一致性的评估装置的具体结构、工作原理及对应的技术效果基本一致,此处不再赘述。

实施例三:

图5示出了本发明第三实施例提供的一种评估终端的结构图,该评估终端包括:存储器(memory)51、处理器(processor)52、通信接口(communicationsinterface)53和总线54,该处理器52、存储器51、通信接口53通过总线54完成相互之间的交互通信。

存储器51,用于存储各种数据;

具体地,存储器51用于存储各种数据,例如通信过程中的数据、接收的数据等,此处对此不作限制,该存储器还包括有多个计算机程序。

通信接口53,用于该评估终端的通信设备之间的信息传输;

处理器52,用于调用存储器51中的各种计算机程序,以执行上述实施例一所提供的一种频间偏差一致性的评估方法,例如:

在间距小于预设值的两位置点上分别采集gnss观测值;

基于所采集的gnss观测值构建站间单差mw组合数据;

基于所述站间单差mw组合数据计算对应的双差宽巷模糊度浮点解;

基于所述双差宽巷模糊度浮点解进行频间偏差一致性的评估。

本实施例中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

本发明还提供一种存储器,该存储器存储有多个计算机程序,该多个计算机程序被处理器调用执行上述实施例一所述的一种频间偏差一致性的评估方法。

本发明中,基于gnss观测值计算双差宽巷模糊度浮点解,基于双差宽巷模糊度浮点解来进行频间偏差一致性的评估,实现过程简单,可提高评估效率。

其次,采用相位观测值进行解算评估,减少伪距噪声及多径的影响,提高评估可靠性。

再者,适用于多种距离的接收机,提高实用性。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。

专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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