SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备及介质

摘要

本发明实施例提供一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备及介质。该方法包括：获取第一观测数据，其中，第一观测数据包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距观测数据和相位观测数据；基于第一观测数据进行精密单点定位PPP，确定第一残差信息，其中，第一残差信息包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差，其中，有效参考站是多个参考站中与卫星之间的相位观测数据不存在周跳的参考站；根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。本发明能够提高用户定位的精度、稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及卫星定位领域，尤其涉及一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备和计算机可读存储介质。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)能够为用户提供定位、导航、授时的服务。实时导航用户接收卫星观测数据、广播星历进行定位，定位精度在米级。为了提高用户实时定位精度，发展了网络RTK技术。在某区域内按一定密度布设已知精密坐标的参考站网络，利用误差空间相关的特性，在流动用户附近生成VRS虚拟观测数据通过通信链路发送给用户，利用常规RTK定位技术进行定位，精度达到厘米级。但是网络RTK在无参考站、或无法通信的区域，无法为用户提供服务。于是，发展了星基增强系统，可以弥补了网络RTK的不足。

星基增强系统对各种误差源(轨道、星钟等)进行分类，求出各误差的改正数，可通过卫星链路将状态空间表示(State Space Representation，SSR)改正数播发给用户使用，实时精密单点定位技术(Real-Time Precise Point Positioning，RT-PPP)用户定位精度能达到厘米量级。其中，SSR卫星轨钟改正数的精度将影响RT-PPP用户定位性能，因此实时评估SSR卫星轨钟改正数的精度是至关重要的。

发明内容

本发明实施例提供了一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备和计算机可读存储介质，用户可根据SSR轨钟改正数质量因子对卫星观测值进行合理定权后处理数据，可提高用户定位的精度、稳定性。

第一方面，本发明提供一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法，该方法包括：获取第一观测数据，其中，第一观测数据包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距观测数据和相位观测数据；基于第一观测数据进行精密单点定位(Precise PointPositioning，PPP)，确定第一残差信息，其中，第一残差信息包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差，其中，有效参考站是多个参考站中与卫星之间的相位观测数据不存在周跳的参考站；根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第一方面的一些可实现方式中，基于第一观测数据进行PPP，确定第一残差信息，包括：去除第一观测数据中存在周跳的相位观测数据，得到第二观测数据；基于第二观测数据进行PPP，确定第一残差信息。

在第一方面的一些可实现方式中，基于第二观测数据进行PPP，确定第一残差信息，包括：根据广播星历和SSR轨钟改正数确定卫星的轨道信息和卫星的钟差；基于第二观测数据的无电离层组合观测值、卫星的轨道信息、卫星的钟差、多个参考站中每个参考站的位置，确定卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。

在第一方面的一些可实现方式中，根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子，包括：去除第一残差信息中高度角低于预设高度角阈值的伪距残差和相位残差，得到第二残差信息；对第二残差信息中的伪距残差与相位残差进行粗差剔除，得到第三残差信息；根据第三残差信息确定所述卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第一方面的一些可实现方式中，根据第三残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子，包括：根据第三残差信息中的伪距残差和相位残差分别确定伪距质量因子和相位质量因子；当伪距质量因子小于预设伪距质量因子阈值时，以相位质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，当伪距质量因子不小于预设伪距质量因子阈值时，以伪距质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第一方面的一些可实现方式中，根据第三残差信息中的伪距残差和相位残差分别确定伪距质量因子和相位质量因子，包括：计算第三残差信息中伪距残差的均方根值，得到伪距质量因子，以及计算第三残差信息中相位残差的均方根值，得到相位质量因子。

在第一方面的一些可实现方式中，在根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子之后，该方法还包括：向用户设备发送卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

第二方面，本发明提供一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置，该装置包括：获取模块，用于获取第一观测数据，其中，第一观测数据包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距观测数据和相位观测数据；确定模块，用于基于第一观测数据进行精密单点定位PPP，确定第一残差信息，其中，第一残差信息包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差，其中，有效参考站是多个参考站中与卫星之间的相位观测数据不存在周跳的参考站；确定模块还用于根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第二方面的一些可实现方式中，确定模块具体用于：去除第一观测数据中存在周跳的相位观测数据，得到第二观测数据；基于第二观测数据进行PPP，确定第一残差信息。

在第二方面的一些可实现方式中，确定模块具体用于：根据广播星历和SSR轨钟改正数确定卫星的轨道信息和所述卫星的钟差；基于第二观测数据的无电离层组合观测值、卫星的轨道信息、卫星的钟差、多个参考站中每个参考站的位置，确定卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。

在第二方面的一些可实现方式中，确定模块具体用于：去除第一残差信息中高度角低于预设高度角阈值的伪距残差和相位残差，得到第二残差信息；对第二残差信息中的伪距残差与相位残差进行粗差剔除，得到第三残差信息；根据第三残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第二方面的一些可实现方式中，确定模块具体用于：根据第三残差信息中的伪距残差和相位残差分别确定伪距质量因子和相位质量因子；当伪距质量因子小于预设伪距质量因子阈值时，以相位质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，当伪距质量因子不小于预设伪距质量因子阈值时，以伪距质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在第二方面的一些可实现方式中，确定模块具体用于：计算第三残差信息中伪距残差的均方根值，得到伪距质量因子，以及计算第三残差信息中相位残差的均方根值，得到相位质量因子。

在第二方面的一些可实现方式中，该装置还包括：发送模块，用于在根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子之后，向用户设备发送卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

第三方面，本发明提供一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备，该设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现第一方面或者第一方面任一些可实现方式中所述的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一些可实现方式中所述的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法。

本发明涉及卫星定位领域，尤其涉及一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备和计算机可读存储介质。通过PPP计算得到卫星与参考站之间的伪距残差、相位残差，根据伪距残差、相位残差实时评估卫星的SSR轨钟改正数质量因子，使用户设备能够根据卫星的SSR轨钟改正数质量因子对卫星观测值进行合理定权后再处理数据，可提高RT-PPP用户定位的精度、稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，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描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

目前，可以通过采集实时IGU精密星历数据，将实时轨道与IGU精密星历作比较得到差值，以此为依据进行定权，对轨道进行质量控制。但是，采用该方法无法实时评估SSR卫星轨钟改正数的精度。

针对于此，本发明实施例提供了一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法、装置、设备和计算机可读存储介质，通过精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)计算得到卫星与参考站之间的伪距残差、相位残差，根据伪距残差、相位残差实时评估卫星的SSR轨钟改正数质量因子，使用户设备能够根据卫星的SSR轨钟改正数质量因子对卫星观测值进行合理定权后再处理数据，可提高RT-PPP用户定位的精度、稳定性。

其中，PPP能够利用卫星精密星历及卫星钟差，以单台接收机采集的相位观测数据和伪距观测数据作为主要观测数据来进行单点定位。

下面结合附图对本发明实施例所提供的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法进行介绍。

图1是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法的流程示意图。如图1所示，该SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法100可以包括S110至S130。

S110，获取第一观测数据。

具体地，第一观测数据可以包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距观测数据和相位观测数据。换句话说，可以接收多个参考站发送的卫星的伪距观测数据与相位观测数据。其中，参考站是对卫星信号进行长期连续观测，并由通信设施将观测数据实时或定时传送的地面固定观测站，在参考站上设置有接收机。这样，可以获得多个参考站观测到的该卫星的伪距观测数据和相位观测数据，也就是说，能够获取足够多的观测数据，为下一步处理提供数据支撑。

通常，载波相位观测数据是指地面接收机接收的卫星载波信号与接收机振荡器产生的参考载波信号之间的相位差。伪距是指在卫星定位系统中，地面接收机到卫星之间的距离，实际测量过程中，由于卫星钟和地面接收机钟存在钟差，且信号在传播时容易受大气折射等因素的影响，因此该距离并非是地面接收机到卫星之间的真实距离，故而称为伪距。

S120，基于第一观测数据进行精密单点定位PPP，确定第一残差信息。

首先，可以去除第一观测数据中存在周跳的相位观测数据，得到第二观测数据。具体地，可以对第一观测数据中的相位观测数据进行周跳探测，进而去除第一观测数据中存在周跳的相位观测数据以得到第二观测数据。如此一来，可以去除异常的相位观测数据，提高后续处理的精确度。示例性地，可以利用MW组合(Melbourne-Wubeena combination)法和/或电离层残差组合法探测周跳。

值得注意的是，周跳是指在GNSS的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。

其次，基于第二观测数据进行PPP，确定第一残差信息。具体地，可以根据广播星历和SSR轨钟改正数确定卫星的轨道信息和卫星的钟差。其中，广播星历包括卫星位置、速度、时钟偏差和时钟漂移的预测，不仅是GNSS导航电文的重要组成部分，还是卫星轨道发播给用户的最终表达形式，用于为用户导航定位提供卫星位置信息。SSR轨钟改正数是指SSR轨道钟差改正数，可以由精密定位服务商通过卫星链路进行播送，主要包括广播星历的卫星轨道误差和卫星钟差等信息。

基于第二观测数据的无电离层组合观测值、卫星的轨道信息、卫星的钟差、多个参考站中每个参考站的位置，确定卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。值得注意的是，这里的有效参考站是指多个参考站中与所述卫星之间的相位观测数据不存在周跳的参考站，即有效参考站与卫星之间的相位观测数据不存在周跳。这样，不仅不需要依赖第三方轨道钟差数据源，还能够综合伪距残差和相位残差，提高轨道钟差的误差估计值精度。

换句话说，第一残差信息包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。

作为一个具体的示例，公式(1)、(2)是卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距、相位无电离层组合观测模型。

其中，i表示卫星，k表示参考站的接收机，PC表示伪距无电离层组合观测值，LC表示相位无电离层组合观测值，X

可以利用卡尔曼(kalman)滤波器对公式(1)、(2)的参数进行实时估计，当卫星的模糊度收敛到稳定值后，将卫星的模糊度作为已知值进行固定并以此为基础进行计算，进而得到伪距残差、相位残差。如此一来，可以获得卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。

S130，根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

首先，可以去除第一残差信息中高度角低于预设高度角阈值的伪距残差和相位残差，得到第二残差信息。可以理解，预设高度角阈值可以根据实际情况灵活调整。如此一来，可以去除第一残差信息中观测噪声较大的伪距残差和相位残差，提高后续处理的精确度。

其次，可以对第二残差信息中的伪距残差与相位残差进行粗差剔除，得到第三残差信息。其中，粗差一般是指绝对值大于3倍中误差的误差，包括内外作业中因疏忽大意而造成的差错在内，也可以将绝对值超过限差的测量偏差看作粗差。可选地，可以基于3σ准则剔除相位残差中的粗差，同理，也可以基于3σ准则剔除伪距残差的粗差。

再次，可以根据第三残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。具体地，可以根据第三残差信息中的伪距残差和相位残差分别确定伪距质量因子和相位质量因子。当伪距质量因子小于预设伪距质量因子阈值时，以相位质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，当伪距质量因子不小于预设伪距质量因子阈值时，以伪距质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

例如，计算第三残差信息中伪距残差的均方根值，得到伪距质量因子，以及计算第三残差信息中相位残差的均方根值，得到相位质量因子。由于伪距噪声量级为dm～m，相位噪声量级为cm，所以当伪距质量因子小于5m(预设伪距质量因子阈值可根据实际情况调整)时，将相位质量因子作为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，原因在于此时用相位质量因子更能精确表示SSR轨钟改正数质量因子。当伪距质量因子大于5m时，将伪距质量因子作为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，原因在于在计算相位模糊度时缺少绝对基准，可能吸收了部分误差。

本发明实施例的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法，通过PPP计算得到卫星与参考站之间的伪距残差、相位残差，根据伪距残差、相位残差实时评估卫星的SSR轨钟改正数质量因子，使用户设备能够根据卫星的SSR轨钟改正数质量因子对卫星观测值进行合理定权后再处理数据，可提高RT-PPP用户定位的精度、稳定性。

在一些实施例中，在根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子之后，可以向用户设备发送卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

具体地，可以通过通信链路将卫星轨钟质量因子播发给用户作为定位的辅助信息。通过将实时计算得到的SSR轨钟质量因子播发给用户使用，使用户能够根据SSR轨钟质量因子对卫星的观测值进行定权，辅助RT-PPP用户定位，可提高RT-PPP用户定位的精度、稳定性。

图2是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置的结构示意图，如图2所示，该SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置200可以包括：获取模块210、确定模块220。

获取模块210用于获取第一观测数据。其中，第一观测数据包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距观测数据和相位观测数据。

确定模块220用于基于第一观测数据进行精密单点定位PPP，确定第一残差信息。其中，第一残差信息包括卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。其中，有效参考站是多个参考站中与所述卫星之间的相位观测数据不存在周跳的参考站。

确定模块220还用于根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在一些实施例中，确定模块220具体用于去除第一观测数据中存在周跳的相位观测数据，得到第二观测数据。基于第二观测数据进行PPP，确定第一残差信息。

在一些实施例中，确定模块220具体用于根据广播星历和SSR轨钟改正数确定卫星的轨道信息和所述卫星的钟差。基于第二观测数据的无电离层组合观测值、卫星的轨道信息、卫星的钟差、多个参考站中每个参考站的位置，确定卫星与多个参考站中每个参考站之间的伪距残差、卫星与多个参考站中每个有效参考站之间的相位残差。

在一些实施例中，确定模块220具体用于去除第一残差信息中高度角低于预设高度角阈值的伪距残差和相位残差，得到第二残差信息。对第二残差信息中的伪距残差与相位残差进行粗差剔除，得到第三残差信息。根据第三残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在一些实施例中，确定模块220具体用于根据第三残差信息中的伪距残差和相位残差分别确定伪距质量因子和相位质量因子。当伪距质量因子小于预设伪距质量因子阈值时，以相位质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子，当伪距质量因子不小于预设伪距质量因子阈值时，以伪距质量因子为卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

在一些实施例中，确定模块220具体用于计算第三残差信息中伪距残差的均方根值，得到伪距质量因子，以及计算第三残差信息中相位残差的均方根值，得到相位质量因子。

在一些实施例中，装置200还包括发送模块230，用于在根据第一残差信息确定卫星的SSR轨钟改正数质量因子之后，向用户设备发送卫星的SSR轨钟改正数质量因子。

本发明实施例的SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置，通过PPP计算得到卫星与参考站之间的伪距残差、相位残差，根据伪距残差、相位残差实时评估卫星的SSR轨钟改正数质量因子，使用户设备能够根据卫星的SSR轨钟改正数质量因子对卫星观测值进行合理定权后再处理数据，可提高RT-PPP用户定位的精度、稳定性。

可以理解的是，本发明实施例的SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置200，可以对应于本发明实施例图1中的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法的执行主体，SSR轨钟改正数质量因子实时评估装置200的各个模块/单元的操作和/或功能的具体细节可以参见上述本发明实施例图1的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法中的相应部分的描述，为了简洁，在此不再赘述。

图3是本发明实施例提供的一种SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备的硬件结构示意图。

如图3所示，本实施例中的SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备300包括输入设备301、输入接口302、中央处理器303、存储器304、输出接口305、以及输出设备306。其中，输入接口302、中央处理器303、存储器304、以及输出接口305通过总线310相互连接，输入设备301和输出设备306分别通过输入接口302和输出接口305与总线310连接，进而与SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备300的其他组件连接。

具体地，输入设备301接收来自外部的输入信息，并通过输入接口302将输入信息传送到中央处理器303；中央处理器303基于存储器304中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器304中，然后通过输出接口305将输出信息传送到输出设备306；输出设备306将输出信息输出到SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备300的外部供用户使用。

在一个实施例中，图3所示的SSR轨钟改正数质量因子实时评估设备300包括：存储器304，用于存储程序；处理器303，用于运行存储器中存储的程序，以执行图1所示实施例提供的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现图1所示实施例提供的SSR轨钟改正数质量因子实时评估方法。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(Radio Frequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。