CN105911563A - 一种gps静态观测数据质量实时检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种GPS静态观测数据质量实时检测的方法。1）通过通讯模块设置系统与GPS接收机之间的通讯，并进行数据请求与接收，获得GPS接收机的原始二进制格式的定位数据；2）利用数据解码模块对所述的定位数据进行解码；3）利用计算模块对解码后的数据进行数据质量指标的计算；4）利用输出模块对所述的数据质量指标的计算结果进行分析，并根据需要实时输出数据质量检测的结果。本发明通过保持与GPS接收机的实时通讯，方便用户对GPS静态观测数据质量进行实时监控，能实时进行数据质量检测，能避免因数据质量差而返工重测的情况，提高了工作效率，是较之传统工作方法具有明显特征的新的工作模式，用途广泛，具有可持续发展的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种在GPS静态观测过程中，通过实时下载接收机的观测数据、解码、质量分析计算以及图形显示等实现观测中实时数据质量检测方法，属于卫星导航定位数据处理领域。
背景技术
衡量GPS静态观测数据质量的指标包括：多路径效应、周跳、信噪比、数据有效率及卫星高度角等。在众多的静态数据处理软件中，TEQC软件可以用于计算分析上述的指标，因此在GPS观测数据质量检测中得到了广泛的应用,但其仅适用于观测完成后的数据质量检测，无法达到数据质量实时检测的目的。
卫星静态观测数据的质量对提高定位精度和工作效率有重要意义。而在实际工作中有时因某个测站的观测数据质量太差而不得不返工重测，影响工作进度和效率。观测中若能实时进行观测数据的质量检测及早发现异常情况，则可以迅速准确做出判断，调整作业计划，采取措施避免观测数据质量不合格产生的不利影响，提高效率并保证观测成果的可靠性。因此，实时对GPS的静态观测数据进行质量检测对于观测效率和数据质量的提高都是重要的。
发明内容
本发明的目的是为解决现有GPS静态数据实时检测技术存在的不足，提供一种GPS静态观测数据质量实时检测的方法，借此可以实时监测数据质量变化，为现场观测提供决策依据，提高效率并保证观测成果的可靠性。
具体步骤为：
一、建立一个GPS静态观测数据质量实时检测系统，包括：通讯模块、解码模块、计算模块、输出模块和报警模块。
通讯模块与解码模块连接，通讯模块用于系统与GPS接收机的数据通讯，通讯需要设置的通讯参数包括端口号、波特率、校验位、数据位、停止位以及GPS数据采集间隔、GPS接收机型号信息，通信模块按照数据采集间隔定期向GPS接收机发送数据请求，并进行数据接收，实时获得GPS接收机的原始二进制格式的定位数据。
解码模块分别与通讯模块和计算模块连接，其根据GPS接收机型号或接收机主板型号对通讯模块获得的原始二进制格式的定位数据进行解码。
计算模块分别与解码模块和输出模块连接，根据解码后的观测数据计算各颗GPS卫星的数据质量指标，计算的数据质量指标包括多路径效应MP1与MP2、周跳、数据有效率、卫星高度角；具体地，利用测码伪距与载波相位观测量来计算多路径效应的综合影响；观测数据中的周跳采用电离层残差法进行探测；数据有效率为GPS接收机实际采集数据数与应采集数据数之比；而高度角能利用广播星历进行计算。
输出模块分别与计算模块和报警模块连接，输出模块对数据质量指标的计算结果进行分析，并以文本形式或者以实时、动态的图形输出形式对各个数据质量指标进行显示输出；用户能在质量监测过程中切换查看某颗卫星的各个指标的动态图形显示，也能切换查看另一颗在测卫星的数据质量指标。
报警模块连接输出模块，报警模块对不满足质量要求的观测数据进行报警提示；具体地，对观测数据的质量要求能由用户给定，也能采用系统默认的数值，当观测的数据质量不满足要求时报警提示。
二、连接并启动GPS静态观测数据质量实时检测系统与GPS接收机，设置接收机的数据采集参数，设置GPS静态观测数据质量实时检测系统与GPS接收机的通讯参数。
三、GPS接收机开始接收卫星信号，获得原始的二进制观测数据。
四、GPS静态观测数据质量实时检测系统向GPS接收机发送数据请求，并接收来自GPS接收机的数据包。
五、对步骤（四）所述的数据包进行校验，校验不通过则返回步骤（四）。
六、对步骤（五）校验通过的数据包进行数据解码，并提取出观测值与星历信息。
七、利用步骤（六）观测值与星历信息计算多路径效应MP1与MP2、周跳、有效数据率、卫星高度角。
八、以文本形式或动态图形形式输出数据质量检测结果，方便用户对数据质量进行判定。
九、根据步骤（八）数据质量检测结果，分析数据质量是否符合要求，不符合时则报警提示。
本发明通过保持与GPS接收机的实时通讯，方便用户对GPS静态观测数据质量进行实时监控，能实时进行数据质量检测，能避免因数据质量差而返工重测的情况，提高了工作效率，是较之传统工作方法具有明显特征的新的工作模式，用途广泛，具有可持续发展的特性。
附图说明
图1为本发明GPS静态观测数据质量实时检测系统的结构示意图。
图2为本发明GPS静态观测数据质量实时检测方法的流程图。
具体实施方式
实施例：
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所披露的内容轻易地理解本发明的其它优点与功能。本发明还可以通过另外不同具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与实践应用，在没有背离本发明精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1与图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，故图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局有可能更为复杂。
一、如图1所示，建立一个GPS静态观测数据质量实时检测系统，包括：通讯模块、解码模块、计算模块、输出模块和报警模块。
通讯模块与解码模块连接，通讯模块用于系统与GPS接收机的数据通讯，通讯需要设置的通讯参数包括端口号、波特率、校验位、数据位、停止位以及GPS数据采集间隔、GPS接收机型号信息，通信模块按照数据采集间隔定期向GPS接收机发送数据请求，并进行数据接收，实时获得GPS接收机的原始二进制格式的定位数据。
解码模块分别与通讯模块和计算模块连接，其根据GPS接收机型号或接收机主板型号对通讯模块获得的原始二进制格式的定位数据进行解码。
计算模块分别与解码模块和输出模块连接，根据解码后的观测数据计算各颗GPS卫星的数据质量指标，计算的数据质量指标包括多路径效应MP1与MP2、周跳、数据有效率、卫星高度角；具体地，利用测码伪距与载波相位观测量来计算多路径效应的综合影响；观测数据中的周跳采用电离层残差法进行探测；数据有效率为GPS接收机实际采集数据数与应采集数据数之比；而高度角能利用广播星历进行计算。
输出模块分别与计算模块和报警模块连接，输出模块对数据质量指标的计算结果进行分析，并以文本形式或者以实时、动态的图形输出形式对各个数据质量指标进行显示输出；用户能在质量监测过程中切换查看某颗卫星的各个指标的动态图形显示，也能切换查看另一颗在测卫星的数据质量指标。
报警模块连接输出模块，报警模块对不满足质量要求的观测数据进行报警提示；具体地，对观测数据的质量要求能由用户给定，也能采用系统默认的数值，当观测的数据质量不满足要求时报警提示。
二、如图2所示，首先执行步骤S1，设置本发明的系统与GPS接收机的通讯参数，在本实施例中，还包括启动GPS接收机与本发明的系统，设置接收机的数据采集参数，接着执行步骤S2。
在步骤S2中，GPS接收机开始接收卫星信号，获得原始的二进制观测数据，接着执行步骤S3。
在步骤S3中，本发明的系统向GPS接收机发送数据请求，并接收来自GPS接收机的数据包，接着执行步骤S4。
在步骤S4中，对所述的数据包进行校验，校验不通过则返回步骤S3，校验通过则执行步骤S5。
在步骤S5中，对校验通过的数据包进行数据解码，并提取出观测值与星历信息，接着执行步骤S6。
在步骤S6中，利用所述的观测值与星历信息计算多路径效应MP1与MP2、周跳、有效数据率、卫星高度角等，接着执行步骤S7。
在步骤S7中，以文本形式或动态图形形式输出数据质量检测结果，方便用户对数据质量进行判定，接着执行步骤S8。
在步骤S8中，根据所述的数据质量检测结果，分析数据质量是否符合要求，不符合时则报警提示。
综上所述，本发明GPS静态观测数据质量实时检测的方法与系统，通过与GPS接收机保持实时通信，获得实时的观测数据，在解码、数据质量指标计算后，向用户实时报送当前观测数据的质量，从而使用户实现GPS静态观测数据实时检测的目的。所以，本发明有效克服了现有技术中的不足而具有高度实践应用价值。
上述实施例仅示例说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种GPS静态观测数据质量实时检测的方法，其特征在于具体步骤为：
一、建立一个GPS静态观测数据质量实时检测系统，包括：通讯模块、解码模块、计算模块、输出模块和报警模块；
通讯模块与解码模块连接，通讯模块用于系统与GPS接收机的数据通讯，通讯需要设置的通讯参数包括端口号、波特率、校验位、数据位、停止位以及GPS数据采集间隔、GPS接收机型号信息，通信模块按照数据采集间隔定期向GPS接收机发送数据请求，并进行数据接收，实时获得GPS接收机的原始二进制格式的定位数据；
解码模块分别与通讯模块和计算模块连接，其根据GPS接收机型号或接收机主板型号对通讯模块获得的原始二进制格式的定位数据进行解码；
计算模块分别与解码模块和输出模块连接，根据解码后的观测数据计算各颗GPS卫星的数据质量指标，计算的数据质量指标包括多路径效应MP1与MP2、周跳、数据有效率、卫星高度角；具体地，利用测码伪距与载波相位观测量来计算多路径效应的综合影响；观测数据中的周跳采用电离层残差法进行探测；数据有效率为GPS接收机实际采集数据数与应采集数据数之比；而高度角能利用广播星历进行计算；
输出模块分别与计算模块和报警模块连接，输出模块对数据质量指标的计算结果进行分析，并以文本形式或者以实时、动态的图形输出形式对各个数据质量指标进行显示输出；用户能在质量监测过程中切换查看某颗卫星的各个指标的动态图形显示，也能切换查看另一颗在测卫星的数据质量指标；
报警模块连接输出模块，报警模块对不满足质量要求的观测数据进行报警提示；具体地，对观测数据的质量要求能由用户给定，也能采用系统默认的数值，当观测的数据质量不满足要求时报警提示；
二、连接并启动GPS静态观测数据质量实时检测系统与GPS接收机，设置接收机的数据采集参数，设置GPS静态观测数据质量实时检测系统与GPS接收机的通讯参数；
三、GPS接收机开始接收卫星信号，获得原始的二进制观测数据；
四、GPS静态观测数据质量实时检测系统向GPS接收机发送数据请求，并接收来自GPS接收机的数据包；
五、对步骤（四）所述的数据包进行校验，校验不通过则返回步骤（四）；
六、对步骤（五）校验通过的数据包进行数据解码，并提取出观测值与星历信息；
七、利用步骤（六）观测值与星历信息计算多路径效应MP1与MP2、周跳、有效数据率、卫星高度角；
八、以文本形式或动态图形形式输出数据质量检测结果，方便用户对数据质量进行判定；
九、根据步骤（八）数据质量检测结果，分析数据质量是否符合要求，不符合时则报警提示。
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