CN110954927B - 动态加权方法、装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及卫星定位技术领域，公开了一种动态加权方法，步骤如下：获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；当满足预设条件1和条件2时，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。本公开的一些技术效果在于：动态调整权重，便捷有效地提高卫星定位的固定率、准确率。
Description
技术领域
本公开涉及卫星定位技术领域，特别涉及一种动态加权方法、装置及可读存储介质。
背景技术
在全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)定位中，由于不同的卫星具有不同的测量值误差特性，因此为满足高精度定位的需要，往往需要对其进行加权解算处理。其中，如何确定各颗卫星的某一频段的权值一直是加权定位方法的重点。一方面，由于不同GNSS系统或不同类型卫星信号体制的不同，其伪距测量精度也因此不同；另一方面，即使是同样类型与信号体制的卫星，由于到达用户的路径和衰减有区别，其信号强度及伪距测量精度也会各不相同。这些复杂的情况也为定权方法带来了困难。目前，最主流与常用的定权模型多基于卫星仰角与载噪比两大影响因素，其基本思想是仰角较低或载噪比比较小的卫星往往容易具有更典型的多径特性和更大的大气层残留延时误差。
但在实际应用过程中，卫星数据质量好坏与这两项指标(卫星仰角与载噪比)不是绝对对应的，只能说是在某种程度上表现出了一定的相关性。针对此现象，为了使我们计算的权重与实际观测数据质量更接近，同时，为了使部分模糊度策略与当前主流算法更好的融合，提出了一种基于上个历元固定信息的加权方法，从而便捷有效地实现提高卫星定位的固定率、准确率的目的。
发明内容
为主要解决传统的加权方法下卫星定位固定率、准确率不理想的技术问题，本公开在一方面提出了一种动态加权方法，包括以下步骤：获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；当满足预设条件1和条件2时，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
优选地，所述当前历元信息包括载噪比、高度角。
优选地，所述动态加权系数ρ取值区间为[2，20]。
优选地，所述动态加权系数ρ取值为20。
优选地，所述第一阈值取值区间为[3，10]，第二阈值为[3，20]。
优选地，所述第一阈值为5，第二阈值为5。
在另一些方面，本公开提出了一种动态加权装置，包括：初始权重计算模块，用于获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；赋值模块，用于判断是否满足预设条件1和条件2，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
在另一些方面，本公开提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的动态加权方法的步骤。
本公开的一些技术效果在于：将历史历元信息(上一历元)也纳入考量，并据此动态调整当前历元的权重值，从而大幅度提高了定位解算的固定率和准确率。
附图说明
为更好地理解本公开的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本公开部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：
图1为一个实施例中，五组单频样本数据固定率与不同加权系数的关系示意图。
具体实施方式
下文将对本公开涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例(或实施方式)仅是本公开意旨涵盖的部分实施方式，而并非全部。基于本公开中的实施例的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本公开保护的范围之内。
在总体思路上，本公开提出了一种动态加权方法，包括以下步骤：获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；当满足预设条件1和条件2时，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
本公开提出的动态加权方法，特点之一是对卫星定位解算中的加权流程进行了优化，即根据历史历元信息(上一历元)来调整当前历元的加权值。这样设计的好处是，加权计算不仅仅考虑当前的单个历元信息，而是将历史历元信息(上一历元)也纳入考量，并据此动态调整当前历元的权重值，从而大幅度提高了定位解算的固定率和准确率。
本公开中说描述的权重是指在解算过程中每个卫星每个观测量参与解算的程度(比例)。质量越好的卫星观测量参与解算的程度(比例)越高，对解算结果的影响就越大。
具体地，在一些实施例中，获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；当满足预设条件1和条件2时，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述的条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
在一些实施例中，通过接收机实时获取历元信息，获取当前历元的载噪比、高度角等信息，并根据前历元的载噪比、高度角来计算初始加权值ω初。可以理解的是，这里的初始加权值是定位解算过程中，当前历元的某颗卫星的某一频段的观测值的加权值。
一般地，常见的权重计算方法有：
(1)基于高度角的权重计算方法
(2)基于载噪比的权重计算方法：
(3)基于载噪比和高度角的权重计算方法：
其中，c、k、
为常数；El为卫星高度角；C/N0为载噪比；
为协方差，与权重呈倒数关系。
在一些实施例中，根据当前历元每一颗卫星的每一个频段的历史固定情况逐一进行动态加权。具体的，先进行如下判断：条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值。当同时满足条件1和条件2时，动态加权，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，其中，ρ为动态加权系数。应当说明的是，这里的时差指的是历元时差；锁定历元标识指的是从开始解算的第一个历元起截止当前历元，某一卫星的某一频段未发生周跳及连续中断的情况下的累计数，当发生周跳或者连续中断超过一定历元数就重新开始计数。
如，设当前历元t有GPS的卫星i，其L1频段的伪距观测值的权重ω初，满足条件1和条件2，重新赋值卫星i的L1频段的伪距观测值的权重为ω末＝ρ*ω初。
在一些实施例中，动态加权系数ρ取值区间为[2，20]，此项条件主要是为了避免两个历元相差较远，两者相关性较差而导致加权错误。
在一些实施例中，动态加权系数ρ为20。
在一些实施例中，第一阈值取值区间为[3，10]，第二阈值为[3，10]。此项条件主要是为了避免因定位计算(如卡尔曼滤波法)次数较少，精度不够而导致错误加权。
在一些实施例中，第一阈值为5，第二阈值为5。
在一些实施例中，如图1所示，柱状图的横轴表示不同组的样本数据(一共是五组样本数据，每组样本数据体现了不同的增权系数下，增权系数与固定率的关系)，纵轴表示固定率，柱状图旁边的数字标注表示增权系数(即分别是1、2、5、10、20)。图1说明了随着增权系数的增加，五组样本数据的固定率整体提升。
在一些方面，本公开提出了一种动态加权装置，包括：初始权重计算模块，用于获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；赋值模块，用于判断是否满足预设条件1和条件2，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
在另一些实施例中，动态加权装置还可以执行前述的动态加权方法中的各种细节的步骤。动态加权装置的各个模块可以集成在一个电路板上，也可以是被分别设置存在于多个处理设备中，只要各个模块存在合理的电连接关系即可。
在一些方面，本公开提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现前述的动态加权方法的步骤。本领域技术人员可以理解的是，实施例中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指令相关的硬件实现，该程序可以存储于计算机可读介质中，可读介质可以包括闪存盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本公开揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合本文内容所能理解或推断而得出的。
另外，多数实施例的描述是基于不同的重点而展开的，未详述之处，可参见现有技术的内容或本文的其他相关描述进行理解。
再次强调，上文所列举的实施例，为本公开较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本公开的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本公开的保护范围或者应用。在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.动态加权方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；
当满足预设条件1和条件2时，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
2.如权利要求1所述的动态加权方法，其特征在于：所述当前历元信息包括载噪比、高度角。
3.如权利要求1所述的动态加权方法，其特征在于：所述动态加权系数ρ取值区间为[2，20]。
4.如权利要求3所述的动态加权方法，其特征在于：所述动态加权系数ρ取值为20。
5.如权利要求1所述的动态加权方法，其特征在于：所述第一阈值取值区间为[5，10]，第二阈值为[3，20]。
6.如权利要求5所述的动态加权方法，其特征在于：所述第一阈值为5，第二阈值为5。
7.动态加权装置，其特征在于，包括：
初始权重计算模块，用于获取当前历元信息，并计算初始加权值ω初；
赋值模块，用于判断是否满足预设条件1和条件2，赋值对应工作加权值ω末＝ρ*ω初，所述条件1：当前历元与上一历元的时差小于第一阈值，所述条件2：当前历元的相应卫星频段的锁定历元标识大于第二阈值，所述ρ为动态加权系数。
8.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一所述的动态加权方法的步骤。
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