本发明属于卫星导航与电离层监测领域，具体涉及一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合方法及装置，用于评估电离层闪烁对接收机定位性能的影响。
背景技术：
1、电离层是地球上层大气中一个高电离度区域，分布于距地表约50至1000公里的高度范围，主要由大量自由电子和离子组成。在强太阳活动期间，太阳释放的高能粒子通过磁场重联进入地球磁层，并与电离层发生强烈耦合作用，破坏其原有的电子密度结构，产生大量尺度不一、移动变化的小尺度电子密度不均匀体。这些结构在空间上造成全球导航卫星系统(gnss)射频信号在振幅和相位上的快速、不规则波动，引发电离层闪烁现象。
2、在gnss系统中，稳定且连续地跟踪卫星信号是确保高精度定位的前提。然而，电离层闪烁会对信号质量产生直接影响。已有研究表明，在强闪烁条件下，gnss接收机可能频繁出现信号失锁、观测中断、定位误差突增，甚至定位失败等问题。特别是在低纬度地区，赤道等离子体气泡引起的强烈闪烁对l波段信号干扰更为严重，严重制约了高精度定位系统的可靠性。
3、为监测低纬度地区电离层闪烁的强度，通常采用振幅闪烁指数s4作为表征指标。在多星环境下，为反映接收机所处位置的整体闪烁水平，需要对同一时刻多个卫星信号的s4值进行聚合。现有方法采用简单平均、取最大值或按照高度角投影后取中位数的方式对s4进行聚合，未能考虑到卫星几何结构的差异性对信号扰动和定位精度的影响。现有方法忽略了卫星的空间几何特性对定位性能的影响，难以真实反映低纬度地区电离层闪烁对gnss接收机定位性能的影响。因此亟需构建一种基于高度角加权的s4聚合方法，增强聚合指标与接收机定位误差之间的相关性。
技术实现思路
1、为解决现有技术中s4聚合方法未考虑卫星几何构型对定位结果影响的问题，本发明提出一种一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合方法及装置，通过引入高度角权重机制，构建具有物理合理性和定位性能反映能力的闪烁综合指标。
2、为解决上述技术问题，本申请提出的技术方案是：
3、一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合方法，包括以下步骤：
4、(1)采集多个观测时刻的gnss卫星信号的幅度闪烁指数s4及对应卫星高度角数据；
5、(2)对幅度闪烁指数s4数据进行数据清洗；
6、(3)对时刻t的第k个卫星信号，按以下公式计算权重
7、
8、其中，nt为时刻t接收的卫星信号数量，为时刻t第k个卫星的高度角；
9、(4)按权重加权聚合所有卫星信号的幅度闪烁指数s4的综合闪烁指标s4′：
10、
11、为t时刻的s4′，为t时刻接收到的第k个卫星的幅度闪烁指数。
12、进一步地，步骤(2)中数据清洗时：
13、保留信号锁定时间大于200秒、卫星仰角大于20°、且来自gps、galileo或bds系统的信号数据。
14、进一步地，还包括步骤：
15、(5)将s4′与接收机ppp三维定位误差进行pearson相关性分析。
16、进一步地，所述ppp三维定位误差通过以下步骤获取：
17、使用sbf converter将接收机sbf文件转换为renix文件；
18、采用pride ppp-ar软件，以20°高度角掩膜及30秒间隔的伪距/载波相位观测值计算误差。
19、进一步地，还包括步骤：
20、(6)对比传统聚合方法与ppp误差的相关性，所述传统方法包括：
21、s4_max:取时刻t所有s4的最大值；
22、s4_median:将s4按高度角投影至垂直方向后取中位数；
23、s4_back10max:取时刻t前10分钟所有s4的最大值。
24、进一步地，通过pearson相关系数评估s4′与传统聚合方法对定位误差的表征能力差异。
25、另一方面，本申请还请求保护一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合装置，包括：
26、数据采集模块：用于获取多个时刻的gnss卫星信号幅度闪烁指数s4及对应高度角数据；
27、数据清洗模块：用于筛选锁定时间>200秒、仰角>20°、且来自gps/galileo/bds系统的信号数据；
28、权重计算模块：按公式(1)计算时刻t的第k个卫星信号的权重
29、加权聚合模块：按公式(2)计算所有卫星信号的幅度闪烁指数s4的综合闪烁指数s4′。
30、进一步地，还包括：
31、相关性分析模块：用于将s4′与ppp三维定位误差进行pearson相关性计算。
32、另一方面，本申请还请求保护一种电子设备，包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如前述任一所述的方法。
33、另一方面，本申请还请求保护一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如前述任一所述的方法。
34、相比于现有技术，本发明取得了如下有益技术效果：
35、1.本发明将卫星高度角引入幅度闪烁指数的聚合计算过程中，构建了具有空间几何约束的加权模型，提升了聚合指标的物理解释力；
36、2.本发明在低纬度强闪烁环境下表现出比传统聚合方法更高的定位误差解释能力，增强了闪烁监测指标与接收机定位性能之间的相关性。
1.一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中数据清洗时：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ppp三维定位误差通过以下步骤获取：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过pearson相关系数评估与传统聚合方法对定位误差的表征能力差异。
7.一种基于高度角加权的幅度闪烁指数聚合装置，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任一所述的方法。