CN101950025B - 用于局域增强系统的数据质量监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于局域增强系统的数据质量监测方法，主要解决目前数据质量监测中卫星轨道位置计算精度较低的问题。其检测步骤是：首先对接收到的广播星历进行数据完整性和有效性检验，获取一组正确、有效的星历数据；接着，对这组星历数据进行一致性检验；然后对具备一致性的广播星历数据进行数据分别进行实时精密星历检测、新旧星历检测和星历-历书检测；最后，根据数据可用性检测结果，生成广播星历数据可用性矩阵和可用广播星历数组。本发明具有计算卫星轨道位置精度高，星历故障误检概率低的优点，可有效屏蔽卫星导航系统广播星历和历书出现人为干扰的问题。

Description

用于局域增强系统的数据质量监测方法

技术领域

本发明属于卫星导航领域，涉及卫星导航领域的局域增强系统LAAS，特别是一种应用于卫星导航局域增强系统的数据质量监测方法。

背景技术

卫星导航局域增强系统是一个地基差分系统，通过地面差分站发播卫星差分数据，用户将差分数据用于解算来获得高精度的导航参数，如速度、位置和时间。该系统采用的差分技术是利用多个参考接收机测量的位置信息或距离信息及其他导航信息的相关性能消除大部分卫星钟误差、星历误差及大气延迟误差，大大提高了导航定位精度。普遍认为，它可以满足非精密进近以及I、II直至III类精密进近着陆要求。

在局域增强系统地面差分算法中，通过参考接收机收到卫星广播星历，根据广播星历计算卫星和基准站参考接收机之间的距离，将之与参考接收机获取的观测伪距进行比较，从而获得伪距修正量等差分数据提供给航空接收机进行精密定位。如果在上述计算过程中使用了不准确或者存在误差的广播星历，对航空接收机精密定位会产生非常巨大的影响，因此，必须在使用卫星的广播星历计算差分修正量之前对每颗卫星的广播星历进行可用性检测。

数据质量监测是局域增强系统完好性监测的一个关键环节，关注的是卫星广播星历是否能正确反映卫星的轨道位置，卫星广播星历中包含了卫星轨道参数、星钟修正参数、摄动改进参数等数据。通常情况下认为星历参数可以反映卫星的轨道位置，但是在卫星出现了非人为的轨道机动的情况下，会造成星历参数不能反映卫星轨道位置的现象，如果此时卫星的真实轨道位置和星历参数计算产生的轨道位置之间的偏差过大，会对局域增强系统差分修正性能产生不可忽视的影响，这种影响达到一定程度，会对局域增强系统完好性产生非常巨大的影响，导致系统完好性风险加大、可用性降低，这种情况下应该对该卫星的星历生成服务告警以供系统在完成差分修正的时候排除该卫星观测量数据。

卫星星历给出的卫星位置与卫星实际轨道位置之差称为卫星星历误差。在影响卫星导航定位测量精度的众多误差源中，轨道误差是主要误差源。轨道误差对基线测量的影响可用下式表示：

$\mathrm{db}\≈\frac{D}{\mathrm{\ρ}}\mathrm{dr}\≈\frac{D\left(\mathrm{km}\right)}{\mathrm{25,000}\left(\mathrm{km}\right)}\mathrm{dr}$

式中，dr为轨道误差；D为基线长；ρ为卫星至地球表面距离，大约25000km；db为基线误差。由上可得轨道误差对不同长度基线产生的影响如表1所示。

表1轨道误差对不同长度的基线影响

目前国际上常用的卫星导航局域增强系统的数据质量监测的方法，主要是采用星历-历书检测方法和新旧星历检测方法对收到的星历进行可用性验证，即使用卫星广播星历中包含的卫星轨道参数计算卫星轨道位置，并将之与使用卫星广播的历书中包含的卫星轨道参数计算的卫星轨道或者前面一份广播星历中包含的卫星轨道参数计算的卫星轨道位置进行对比，例如斯坦福大学的完好性监测(Integrity MonitoringTesting，IMT)中公开的方法就是这种。这种方法的一个假设前提是卫星导航系统的历书中包含的参数是准确的，而由于历书本身的精度较低，采用历书中的卫星轨道参数推算卫星轨道位置的时候，所得的位置精度随时间推移会迅速增大，在星历参考时间之后4小时的时候6倍方差就达到7000米，即便是使用广播星历参数推算卫星轨道位置，在星历参考时间之后4小时的时候6倍方差也会达到250米，如表1中所示，这个量级的轨道误差导致的定位基线误差可达到甚至超过米级，对局域增强系统完好性产生过大的风险。此外，由于这种检测方法中广播星历和历书均依赖于导航卫星播发的导航电文，如果卫星导航系统本身广播的星历和历书出现人为干扰，即使通过这种检测的星历也无法确保其可用性，而这种情况下如果依然采用通过检测的星历进行差分修正计算，会导致局域增强系统产生错误的差分修正量，这对其完好性将是致命的破坏。

发明内容

本发明为解决应用卫星导航的局域增强系统中卫星广播星历数据的可用性监测问题，克服上述背景技术的不足，提供了一种实时精密星历检测卫星广播星历数据质量的方法，并将该方法与经典的星历-历书检测方法、新旧星历检测方法相结合构成局域增强系统数据质量监测方法。该方法能有效解决经典方法中存在的预测卫星轨道位置精度低的问题，并能够不依赖于卫星播发信号而对广播星历进行检测，可以有效屏蔽系统本身广播的星历和历书出现人为干扰的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于卫星导航系统的局域增强系统数据质量监测方法，该方法包括以下步骤：

(1)对m个基准接收机接收到的同一颗导航卫星的同一份广播星历数据分别进行完整性和有效性检验，获取一组完整、有效的广播星历数据，m≥3；

(2)将检验得到的一组完整、有效的广播星历数据进行循环比对，如果出现过半数星历数据完全相同，则认为这些星历数据一致，进行下一步广播星历数据可用性检测，反之不进行可用性检测；

(3)对通过一致性检验得到的广播星历数据，进行如下实时精密星历检测：

首先，对实时精密星历进行高阶拉格朗日插值，采用在插值中心点附近区间基于滑动数据窗口的拉格朗日插值方法，获取实时精密星历中的卫星精密位置预测；

其次，根据广播星历数据中星历参考时间、卫星轨道参数、钟差改正数以及轨道摄动参数，推算出卫星的在轨位置；

然后，计算卫星的精密在轨位置和推算出的卫星在轨位置的差值，用该差值与设定的门限值进行比较，小于门限值则判定为广播星历数据在实时精密星历检测方法下可用，反之判定为广播星历数据在实时精密星历检测方法下不可用；

最后，分别进行新旧星历检测和星历-历书检测，获取多种检测方法检验所得的广播星历数据可用性结果，生成告警信息和广播星历数据可用性信息；

(4)对导航系统中所有卫星的广播星历，将步骤(3)生成的每一份广播星历数据可用性信息，填入如下的广播星历数据可用性矩阵：

${\mathrm{EVR}}_{\mathrm{matrix}}=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{PRN}}_1& {\mathrm{PER}}_1& {\mathrm{EER}}_1& {\mathrm{EAR}}_1\\ {\mathrm{PRN}}_2& {\mathrm{PER}}_2& {\mathrm{EER}}_2& {\mathrm{EAR}}_2\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ {\mathrm{PRN}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{PER}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{EER}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{EAR}}_{\mathrm{SN}}\end{array}\right]$

其中，SN为导航系统中卫星数量，PRN_k(1≤k≤SN)表示卫星号，PER_k(1≤k≤SN)表示实时精密星历检测方法检测结果，EER_k(1≤k≤SN)表示新旧星历检测方法检测结果，EAR_k(1≤k≤SN)表示星历-历书检测方法检测结果，该矩阵中每一行代表应用三种检测方法检测所得的一颗卫星的广播星历可用性，整个矩阵描述了卫星导航系统所有卫星的广播星历的可用性状态，用于局域增强系统完好性监视；

(5)根据步骤(4)的广播星历数据可用性矩阵，从基准接收机接收的导航系统所有卫星的广播星历中，选择出可用的卫星广播星历构成可用广播星历数组，用于计算伪距差分修正量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明的步骤(1)和步骤(2)可以排除在接收解析过程中出现广播星历数据错误的基准接收机和相应广播星历；

2、本发明由于设计了一种基于滑动数据窗口的拉格朗日插值方法，实现了实时精密星历中卫星轨道位置的高精度插值；

3、本发明由于采用广播星历数据实时精密星历检测，提高了卫星轨道位置预测的精度，解决了经典方法中精度低的问题，降低了局域增强系统中数据质量监视产生的完好性风险；

4、本发明的实时精密星历检测由于不依赖于卫星播发信号而对广播星历进行检测，可以有效屏蔽系统本身广播的星历和历书出现人为干扰的问题；

5、本发明步骤5)中得到的广播星历数据可用性矩阵可为局域增强系统提供多层次的检测结果，能够满足不同情况下局域增强系统对数据质量监视的要求。

附图说明

图1为本发明数据质量监测流程图；

图2为本发明数据质量监测流程中的广播星历数据可用性检测子流程图；

图3为本发明实时精密星历检测中卫星轨道位置差值与现有的新旧星历检测中卫星轨道差值比较图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照图1，本发明包括以下步骤：

步骤1，广播星历数据完整性和有效性检验。

对m个基准接收机接收到的同一颗导航卫星的同一份广播星历数据分别进行完整性和有效性检验，根据卫星导航系统电文数据格式和广播星历数据内容要求，先对每个基准接收机接收到的包含星历数据的导航电文各个子帧的数据进行检验，该检验包括遥测码检验、转换码检验以及子帧的数据内容检查，如果子帧遥测码检验没有错误、转换码第18位为0且子帧数据没有误码，则判定广播星历数据完整，反之判定广播星历不完整；再对星历循环冗余校验CRC和星历数据龄期IODE进行检验，如果CRC校验通过且IODE正确，则判定该广播星历有效，反之则判定广播星历无效；排除不完整、无效的星历，获取一组正确、有效的星历数据，m≥3。

步骤2，多基准接收机广播星历数据一致性检验。

将检验得到的一组完整、有效的广播星历数据进行循环比对，如果出现过半数星历数据完全相同，则认为这些星历数据一致，并进行下一步广播星历数据可用性检测，反之不进行可用性检测。

步骤3，对通过一致性检验得到的广播星历数据，依次进行实时精密星历检测、新旧星历检测和星历-历书检测。

参照图2，本步骤的具体实现如下：

(3A)实时精密星历检测

(3A1)对实时精密星历进行如下高阶拉格朗日插值：

(3A11)设定已知数据节点集合：P_N＝{p₀，p₁，p₂，…，p_N-1}，对应时间点：T_N＝{t₀，t₁，t₂，…，t_N-1}，数据量为N，所选插值数组长度为n(3＜n＜N)，插值中心点坐标为n_p，插值数组长度的中值为

有n_h≤n_p≤N-n_h；

(3A12)根据插值中心点将插值中心点两侧各一个插值节点时间段设定为插值区间

根据插值数组长度选择插值数组

(3A13)在插值区间

设插值步长为Δt，得到

上的待插值时刻序列为：

(3A14)将待插值时刻t依次在上述插值时刻序列中取值，并代入如下插值公式进行计算：

$p\left(t\right)\≈L_n\left(t\right)=\underset{k=n_p-n_h}{\overset{n_p+n_h}{\mathrm{\Σ}}}\underset{\underset{i\≠k}{i=n_p}-n_h}{\overset{n_p+n_h}{\mathrm{\Π}}}\left(\frac{t-t_i}{t_k-t_i}\right)p_k,$

得到插值结果数组其中

为插值结果数组长度；

(3A15)在n_h≤n_p≤N-n_h范围内，取n_p＝n_h，n_p＝n_h+2，n_p＝n_h+4，…，n_p＝N-n_h，重复上述步骤(3A12)至(3A14)，得到插值结果数组：

$P_{n_h}=\{p_{n_h-1},{p_{n_h}}^0,{p_{n_h}}^1,\·\·\·,{p_{n_h}}^{h-1},p_{n_h+1}\},$ $P_{n_h+2}=\{p_{n_h+1},{p_{n_h+2}}^0,{p_{n_h+2}}^1,\·\·\·,{p_{n_h+2}}^{h-1},p_{n_h+3}\},$ …， $P_{{N-n}_h}=\{p_{N-n_h-2},{p_{{N-n}_h-1}}^0,{p_{N-n_h-1}}^1,\·\·\·,{p_{N-n_h-1}}^{h-1},p_{N-n_h}\};$

(3A16)将步骤(3A15)中所得的插值结果数组进行合并，得到最终插值结果数组

(3A2)根据广播星历参数推算卫星轨道位置，广播星历参数与历书参数如表2所示。

表2广播星历和历书中的参数

根据表2星历参数推算卫星轨道位置的步骤如下：

(3A21)通过下式，得到卫星轨道半长轴a，进而计算卫星在轨道上运行的平均角速度n，推算当前历元时刻t卫星在运动轨道上的偏近点角M_k：

$a={\left(\sqrt{a}\right)}^2,$

$n=\sqrt{\frac{\mathrm{\μ}}{{\left(a\right)}^3}}+\mathrm{\Δn},$

M_k＝M₀+n×(t-t_oe)，

其中，μ＝398600.5×10⁸m³/s²为WGS-84坐标系中的地球引力常数；

(3A22)依据下式，利用迭代方法求解中间参数E_k，推算卫星在运动轨道上的真近点角V_k，计算卫星运动轨道的升交点角距Φ_k：

E_k＝M_k+e×cosE_k，

${\cos v}_k=\frac{(\cos E_k-e)}{(1-e\×\cos E_k)},$ $\sin v_k=\frac{\sqrt{1-e^2}\×{\sin E}_k}{(1-e\×{\cos E}_k)}$

$v_k=\mathrm{arctg}\left[\frac{\sqrt{1-e^3}\×\sin E_k}{\cos E_k-e}\right],$

Φ_k＝v_k+ω；

(3A23)依据下式，计算经过校正的卫星运动轨道升交点角距u_k、卫星矢径r_k和卫星轨道倾角i_k：

u_k＝Φ_k+C_us sin(2Φ_k)+C_us cos(2Φ_k)，

r_k＝a(1-ecos E_k)+C_rs sin(2Φ_k)+C_rs cos(2Φ_k)，

i_k＝i₀+i×t_k+C_is sin(2Φ_k)+C_is cos(2Φ_k)；

(3A24)依据下式，计算卫星在轨道平面坐标系中的位置(x_p，y_p)：

x_p＝r_k cosu_k，

y_p＝r_k sinu_k；

(3A25)依据下式，得到从星历参考历元算起的时间t_k，从而计算卫星运动轨道经过校正的升交点经度Ω_k：

t_k＝t-t_oe，

Ω_k＝Ω₀+(Ω-Ω_e)(t_k)-Ω_e t_oe，

其中，Ω_e＝7.2921151467×10^-5rad/s为地球自转角速度。

(3A26)将步骤(3A24)计算所得(x_p，y_p)和步骤(3A25)计算所得Ω_k，代入下式，计算卫星在地固坐标系中的坐标(x_s，y_s，z_s)：

x_s＝x_p cosΩ_k-y_p cosi_k sinΩ_k，

y_s＝x_p sinΩ_k-y_p cosi_k cosΩ_k，

z_s＝y_p sini_k。

(3A3)将通过步骤(3A1)计算的实时精密星历卫星位置和步骤(3A2)推算出的广播星历卫星位置做差，用该差值与设定的门限值进行比较，小于门限值则判定为广播星历数据在实时精密星历检测方法下可用，反之判定为广播星历数据在实时精密星历检测方法下不可用，该门限取值为10米。

3B)新旧星历检测。

根据当前接收到的广播星历推算自星历参考时间起一定时间段的卫星轨道位置，同时根据连续的上一份已通过检测的星历中的卫星轨道参数推算相同时刻的卫星轨道位置，分别，计算二者的差值并将差值设定门限进行比较，小于设定门限值的，则判定广播星历在新旧星历检测方法下可用，反之判定广播星历在新旧星历检测方法下不可用，该门限取值为250米。本步骤中根据广播星历卫星轨道参数推算卫星位置的步骤与步骤(3A2)相同。

3C)星历-历书检测。

根据当前接收到的广播星历推算自星历参考时间起一定时间段的卫星轨道位置，同时根据历书中的卫星轨道参数推算相同时刻的卫星轨道位置，计算二者的差值并将差值与设定门限进行比较，小于设定门限的，则判定广播星历在星历-历书检测方法下可用，反之判定广播星历在星历-历书检测方法下不可用，该门限取值为7000米。本步骤中根据当前接收到的广播星历卫星轨道参数推算卫星位置的步骤与步骤(3A2)相同。

根据表2历书参数推算卫星轨道位置的步骤如下：

(3C1)通过下式，得到卫星轨道半长轴a，进而计算卫星在轨道上运行的平均角速度n，推算当前历元时刻t卫星在运动轨道上的偏近点角M_k：

$a={\left(\sqrt{a}\right)}^2,$ $n=\sqrt{\frac{\mathrm{\μ}}{{\left(a\right)}^3}}+\mathrm{\Δn},$

M_k＝M₀+n×(t-t_oa)，

其中，μ＝398600.5×10⁸m³/s²为WGS-84坐标系中的地球引力常数；

(3C2)依据下式，利用迭代方法求解中间参数E_k，推算卫星在运动轨道上的真近点角V_k，计算卫星运动轨道的升交点角距Φ_k：

E_k＝M_k+e×cos E_k，

$v_k=\mathrm{arctg}\left[\frac{\sqrt{1-e^2}\×\sin E_k}{\cos E_k-e}\right],$

Φ_k＝v_k+ω；

(3C3)依据下式，计算卫星矢径r_k：

r_k＝a(1-ecosE_k)；

(3C4)依据下式，计算卫星在轨道平面坐标系中的位置(x_p，y_p)：

x_p＝r_k cosΦ_k，

y_p＝r_k sinΦ_k；

(3C5)依据下式，得到从星历参考利用算起的时间t_k，从而计算卫星运动轨道经过校正的升交点经度Ω_k：

t_k＝t-t_oa，Ω_k＝Ω₀+(Ω-Ω_e)(t_k)-Ω_e t_oe，

其中，Ω_e＝7.2921151467×10^-5rad/s为地球自转角速度；

(3C6)将步骤(3C24)计算所得(x_p，y_p)和步骤(3C25)计算所得Ω_k，代入下式，计算卫星在地固坐标系中的坐标(x_s，y_s，z_s)：

x_s＝x_p cosΩ_k-y_p cosi₀ sinΩ_k，

y_s＝x_p sinΩ_k-y_p cosi₀ cosΩ_k，

z_s＝y_p sini₀。

3D)根据步骤3A)至3C)检测结果，生成广播星历数据可用性信息，对检测结果为不可用的广播星历，生成星历失效告警信息。

步骤4，广播星历数据可用性矩阵。

将步骤(3D)生成的广播星历数据可用性信息，填入如下的广播星历数据可用性矩阵：

${\mathrm{EVR}}_{\mathrm{matrix}}=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{PRN}}_1& {\mathrm{PER}}_1& {\mathrm{EER}}_1& {\mathrm{EAR}}_1\\ {\mathrm{PRN}}_2& {\mathrm{PER}}_2& {\mathrm{EER}}_2& {\mathrm{EAR}}_2\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ {\mathrm{PRN}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{PER}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{EER}}_{\mathrm{SN}}& {\mathrm{EAR}}_{\mathrm{SN}}\end{array}\right]$

其中，SN为导航系统中卫星数量，PRN_k(1≤k≤SN)表示卫星号，PER_k(1≤k≤SN)表示实时精密星历检测方法检测结果，EER_k(1≤k≤SN)表示新旧星历检测方法检测结果，EAR_k(1≤k≤SN)表示星历-历书检测方法检测结果，该矩阵中每一行代表应用三种检测方法检测所得的一颗卫星的广播星历可用性，整个矩阵描述了卫星导航系统所有卫星广播星历的可用性状态，用于局域增强系统完好性监视。

步骤5，可用广播星历数组。

根据步骤(4)的广播星历数据可用性矩阵，从基准接收机接收的导航系统所有卫星的广播星历中，选择出可用的卫星广播星历构成可用广播星历数组，用于计算伪距差分修正量。

本发明的效果可由如下实例验证：

采用4台基准接收机对GPS卫星1576周广播星历数据进行检测，以第20号卫星IODE为12和13的两份星历广播星历为例，对实时精密星历检测方法和新旧星历检测方法进行分析比较。首先，分别根据两份广播星历中的数据推算卫星的轨道位置，起始时间为IODE为13的广播星历的星历参考时间，推算的时间间隔为3分钟；然后，根据实时精密星历通过步骤(3A1)中拉格朗日插值方法计算PRN20卫星轨道位置，起始时间为IODE为13的广播星历的星历参考时间，插值数组长度为9，插值步长为3分钟；最后，将实时精密星历计算的卫星轨道位置和广播星历推算的卫星轨道位置对应做差，同时将根据前后两份广播星历参数推算的卫星轨道位置对应做差。

图3给出了起始时刻之后4.5小时内两种差值之间的比较结果，其中，图3A为两种差值在X轴上的分布图，图3B为两种差值在Y轴上的分布图，图3C为两种差值在Z轴上的分布图，图3D为在三维距离上的两种差值的分布图。图示可知，本发明的实时精密星历检测方法中卫星轨道位置的差值在3米以内，而现有的新旧星历检测方法中卫星轨道位置差值已经超过25米。此结果表明使用本方法可以提高卫星轨道位置的计算精度，降低星历故障的误检概率，从而降低局域增强系统中数据质量监视产生的完好性风险。

Claims (6)

1.一种用于卫星导航系统的局域增强系统的数据质量监测方法，包括如下步骤：

(1)对m个基准接收机接收到的同一颗导航卫星的同一份广播星历数据分别进行完整性和有效性检验，获取一组完整、有效的广播星历数据，m≥3；

(2)将检验得到的一组完整、有效的广播星历数据进行循环比对，如果出现过半数星历数据完全相同，则认为这些星历数据一致，进行下一步广播星历数据可用性检验，反之不进行可用性检验；

(3)对通过一致性检验得到的广播星历数据，进行如下实时精密星历检验：

首先，对实时精密星历进行高阶拉格朗日插值，采用在插值中心点附近区间基于滑动数据窗口的拉格朗日插值方法，获取实时精密星历中的卫星精密在轨位置预测；

其次，根据广播星历数据中星历参考时间、卫星轨道参数、钟差改正数以及轨道摄动参数，推算出卫星的在轨位置；

然后，计算卫星的精密在轨位置和推算出的卫星在轨位置的差值，用该差值与设定的门限值进行比较，小于门限值则判定为广播星历数据在实时精密星历检测方法下可用，反之判定为广播星历数据在实时精密检测星历方法下不可用，该门限取值为10米；

最后，分别进行新旧星历检验和星历-历书检验，获取多种检验方法检验所得的广播星历数据可用性结果，生成告警信息和广播星历数据可用性信息；

(4)对导航系统中所有卫星的广播星历，将步骤(3)生成的每一份广播星历数据可用性信息，填入如下的广播星历数据可用性矩阵：

其中，SN为导航系统中卫星数量，PRN_k(1≤k≤SN)表示卫星号，PER_k(1≤k≤SN)表示实时精密星历检测方法检测结果，EER_k(1≤k≤SN)表示新旧星历检测方法检测结果，EAR_k(1≤k≤SN)表示星历-历书检测方法检测结果，该矩阵中每一行代表应用三种检测方法检测所得的一颗卫星的广播星历可用性，整个矩阵描述了卫星导航系统所有卫星的广播星历的可用性状态，用于局域增强系统完好性监视；

(5)根据步骤(4)的广播星历数据可用性矩阵，从基准接收机接收的导航系统所有卫星的广播星历中，选择出可用的卫星广播星历构成可用广播星历数组，用于计算伪距差分修正量。

2.根据权利要求1所述的数据质量监测方法，其中步骤(1)所述的对m个基准接收机接收到的同一颗导航卫星的同一份广播星历数据分别进行完整性和有效性检验，是根据卫星导航系统电文数据格式和广播星历数据内容要求，对每个基准接收机接收到的包含星历数据的导航电文各个子帧的数据完整性进行检验，包括遥测码检验、转换码检验以及子帧的数据内容检查；在电文解析后对星历循环冗余校验CRC和星历数据龄期IODE进行检验，排除检验不正确的星历，获取一组正确、有效的星历数据。

3.根据权利要求1所述的数据质量监测方法，其中步骤(3)所述对实时精密星历进行拉格朗日插值，按如下步骤进行：

3a)设定已知数据节点集合：P_N＝{p₀，p₁，p₂，…，p_N-1}，对应时间点：

T_N＝{t₀，t₁，t₂，…，t_N-1}，数据量为N，所选插值数组长度为n(3＜n＜N)，插值中心点坐标为n_p，插值数组长度的中值为有n_h≤n_p≤N-n_h；

3b)根据插值中心点

将插值中心点两侧各一个插值节点时间段设定为插值区间

根据插值数组长度选择插值数组

3c)对步骤3b)中得到的插值区间

设插值步长为Δt，得到

上的待插值时刻序列为： $\{t_{n_p-1},t_{n_p-1}+\mathrm{\Δt},t_{n_p-1}+2\mathrm{\Δt},...,t_{n_p+1}-\mathrm{\Δt},t_{n_p+1}\};$

3d)将待插值时刻t依次在上述插值时刻序列中取值，并代入如下插值公式进行计算：

$p\left(t\right)\≈L_n\left(t\right)=\underset{j=n_p-n_h}{\overset{n_p+n_h}{\mathrm{\Σ}}}\underset{\begin{array}{c}i=n_p-n_h\\ i\≠j\end{array}}{\overset{n_p+n_h}{\mathrm{\Π}}}\left(\frac{t-t_i}{t_j-t_i}\right)p_j,$

得到插值结果数组 $P_{n_p}=\{p_{n_p-1},{p_{n_p}}^0,{p_{n_p}}^1,...,{p_{n_p}}^{h-1},p_{n_p+1}\},$ 其中 $h=(t_{n_p+1}-t_{n_p-1})/\mathrm{\Δt}$ 为插值结果数组长度；

3e)在n_h≤n_p≤N-n_h范围内，取n_p＝n_h，n_p＝n_h+2，n_p＝n_h+4，…，n_p＝N-n_h，重复上述步骤3b)至3d)，得到插值结果数组：

$P_{n_h}=\{p_{n_h-1},{p_{n_h}}^0,{p_{n_h}}^1,...,{p_{n_h}}^{h-1},p_{n_h+1}\},$ $P_{n_h+2}=\{p_{n_h+1},{p_{n_h+2}}^0,{p_{n_h+2}}^1,...,{p_{n_h+2}}^{h-1},p_{n_h+3}\},$ $...,P_{n-n_h}=\{p_{N-n_h-2},{p_{N-n_h-1}}^0,{p_{N-n_h-1}}^1,...,{p_{N-n_h-1}}^{h-1},p_{N-n_h}\};$

3f)将步骤3e)中所得的插值结果数组进行合并，得到最终插值结果数组 ${P_N}_p=\{P_{n_h},P_{n_h+2},P_{n_h+4},...,P_{N-n_h}\}.$

4.根据权利要求1所述的数据质量监测方法，其中步骤(3)所述的根据广播星历中提供的卫星轨道参数，推算卫星的在轨位置，按如下步骤进行：

4a)根据广播星历中提供的轨道长半轴和平均角速度修正量，计算平均角速度n，推算偏近点角M_k；

4b)根据步骤4a)中推算的偏近点角M_k，利用迭代方法求解中间参数E_k，计算真近点角V_k，推算出升交点角距Φ_k；

4c)根据步骤4b)推算的升交点角距Φ_k和广播星历中的轨道摄动参数计算经过校正的纬度参数u_k、向径r_k和轨道倾角i_k，根据广播星历中的升交点赤经及其变化率推算经过校正的升交点经度Ω_k；

4d)根据步骤4c)中得到的u_k、r_k，计算卫星在轨道面中的位置(x_p，y_p)；

4e)根据步骤4c)中得到的i_k和Ω_k以及步骤4d)中得到的(x_p，y_p)，计算卫星在地固坐标系中的位置坐标(x_s，y_s，z_s)。

5.根据权利要求1所述的数据质量监测方法，其中步骤(3)所述的新旧星历检验，是根据当前接收到的广播星历和连续的上一份已通过检测的星历中的卫星轨道参数，分别推算自当前接收到的星历参考时间起一定时间段的卫星轨道位置，计算二者的差值并与设定第二门限进行比较，小于设定第二门限值的，则判定广播星历在新旧星历检测方法下可用，反之判定广播星历在新旧星历检测方法下不可用，该第二门限取值为250米。

6.根据权利要求1所述的数据质量监测方法，其中步骤(3)所述的星历-历书检验，是根据当前接收到的广播星历中的卫星轨道参数和历书中的卫星轨道参数，分别推算自当前接收到的星历参考时间起一段时间的卫星轨道位置，计算二者的差值并与设定第三门限进行比较，小于设定第三门限的，则判定广播星历在星历-历书检测方法下可用，反之判定广播星历在星历-历书检测方法下不可用，该第三门限取值为7000米。

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