CN111308527B - 一种gnss差分修正信息数据一致性检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法，在注入站收集来自不同主控站GNSS差分修正信息；对差分修正信息进行分类提取，并计算每个主控站卫星轨道修正信息及钟差修正信息的检测值；分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；将每个主控站差分修正信息的检测值分别与其检验门限进行比较，进行越界检测；如果没有出现越界，则说明差分修正信息数据正常，一致性检测结束；如果出现越界的情况，则剔除相对应主控站的轨道或钟差修正信息数据；并将剔除后的数据重新进行检测，直到不再出现差分修正信息数据越界，差分修正数据一致性检测结束。本发明提高轨道和钟差修正数据的精度和可靠性，为PPP在海上应用提供有力保障。

Description

一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法

技术领域

本发明属于卫星定位、导航技术领域，涉及一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法。

背景技术

精密单点定位技术(PPP)为海上用户在全球海域内的高精度定位提供了解决方案，成为该领域研究热点。PPP技术性能严重依赖于外部差分修正信息，如卫星轨道修正信息、钟差修正信息等，因此GNSS差分修正信息的精度和可靠性直接影响PPP海上用户定位精度和可靠性。

GNSS差分修正信息是主控站根据收集的各个基准站实时观测数据流，在数据处理服务器中进行计算而生成的广域差分修正数据，并发送给注入站。GNSS差分修正信息估计受设备、观测条件以及修正信息估计模型影响，不同主控站计算得到的GNSS差分修正信息精度存在差异。除此之外，外部条件变化可能导致差分修正信息精度不稳定，甚至出现跳变和野值。如果GNSS差分修正信息不进行检测而直接上行注入到通信卫星，并将其广播给各类用户，将会增加用户海上定位误差，甚至导致定位失败。因此，有必要联合多个主控站估计的差分修正信息，在注入站实施信息上行注入之前，进行差分修正信息一致性检测。

综上所述，在注入站对多个主控站生成的GNSS差分修正信息数据进行一致性检测，剔除不合理的差分修正信息数据，具有相当的迫切性。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种利用若干个基于全球导航卫星系统(GNSS)的主控站，将其生成的GNSS差分修正信息数据，包括轨道修正信息、钟差修正信息，进行显著性检验，以监测各类修正信息是否出现异常，从而保证注入站上传的GNSS差分修正信息数据的可靠性的GNSS差分修正信息数据一致性检测方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法，包括以下步骤：

步骤1：布设在不同地区的主控站实时收集来自基准站网络的卫星观测数据，根据该数据生成差分修正信息，包括卫星轨道修正信息Δρ和钟差修正信息Δδt，并传送到注入站，Δρ＝[Δρ₁,…,Δρ_N]，Δδt＝[Δδt₁,…,Δδt_N]，其中，Δρ_i代表第i个主控站的卫星轨道修正信息，Δδt_i代表第i个主控站的钟差修正信息，N为主控站数量；

步骤2：注入站对不同地区主控站传输的差分修正信息进行分类提取，并根据所有主控站传输的差分修正信息数据，计算每个主控站卫星轨道修正信息及钟差修正信息的检测值；

步骤3：根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；

步骤4：进行越界检测：将N个主控站的轨道修正信息检测值和钟差修正信息检测值分别与步骤3中得到的轨道修正信息检验门限和钟差修正信息检验门限进行比较，如果主控站的轨道修正信息检测值大于对应的检测门限，则该主控站的轨道修正信息越界，执行步骤5否则该主控站的轨道修正信息正常，完成一致性检测；如果主控站的钟差修正信息检测值大于对应的检测门限，则该主控站的钟差修正信息越界，执行步骤5；否则该主控站的轨道修正信息正常，完成一致性检测；

步骤5：剔除相对应主控站的轨道修正信息数据或钟差修正信息数据，并返回步骤2。

本发明还包括：

1.步骤2中计算每个主控站卫星轨道修正信息的检测值具体为：

对于由主控站r数据得到卫星轨道修正信息Δρ_r，在注入站计算其检测值为：

其中，

为除主控站r的轨道修正信息Δρ_r外，由其它主控站计算得到的轨道修正信息的均值；

步骤2中计算钟差修正信息的检测值具体为：

对于由主控站r数据得到钟差修正信息Δδt_r，在注入站计算其检测值为：

其中，

为除主控站r的钟差修正信息Δδt_r外，由其它主控站计算得到的钟差修正信息的均值。

2.步骤3中根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限具体为：

假设R_Δρ及R_Δδt服从均值为0的正态分布，根据无故障条件下概率对R_Δρ，R_Δδt设置检验门限，具体为：

其中，α为放大系数，

分别代表

的标准差，放大系数α根据正态分布概率密度函数的拖尾计算得到，标准差

满足：

其中，σ_Δρ、σ_Δδt为轨道修正信息及钟差修正信息的标准差。

本发明的有益效果：本发明提供一种多主控站GNSS差分修正信息数据一致性检测方法，通过在不同地区布设多个主控站，利用各个基准站的实时观测数据流生成多个GNSS差分修正信息，通过对不同主控站生成的同类型的差分修正信息数据进行比较，以期达到检测具有显著误差修正信息的目的。本发明基于多个主控站差分修正信息进行差分修正信息检测保证其精度和可靠性，进而辅助PPP完成用户高精度海上定位。

本发明充分利用多个主控站数据，通过对来自不同主控站GNSS差分修正信息进行数据一致性检验，及时剔除异常修正信息，保证上传注入差分修正信息的精度和可靠性，进而提升了海上用户定位的精度和可靠性。

本发明集成全球卫星定位、数据检验、计算机处理等技术，利用多个主控站，通过对其生成的GNSS差分修正信息数据进行一致性检验，有效为海上用户提供高精度高可靠性的差分修正信息。

附图说明

图1是运用本发明的多主控站差分数据传输示意图；

图2是运用本发明的GNSS差分修正信息数据一致性检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进行说明。

结合图1和图2，本发明包括以下步骤：

步骤1：假设在t时刻，注入站接收到来自N个主控站的卫星轨道修正信息Δρ及钟差修正信息Δδt

Δρ＝[Δρ₁,…,Δρ_N]  (1)

Δδt＝[Δδt₁,…,Δδt_N]  (2)

Δρ_i代表第i个主控站的卫星轨道修正信息，Δδt_i代表第i个主控站的钟差修正信息。

步骤2：对于由主控站r数据得到卫星轨道修正信息Δρ_r，在注入站计算其检测值

为除主控站r的轨道修正信息Δρ_r外，由其它主控站计算得到的轨道修正信息的均值。

对于由主控站r数据得到钟差修正信息Δδt_r，在注入站计算其检测值

为除主控站r的钟差修正信息Δδt_r外，由其它主控站计算得到的钟差修正信息的均值。

步骤3：假设R_Δρ及R_Δδt服从均值为0的正态分布，根据无故障条件下概率对R_Δρ，R_Δδt设置检验门限：

α为放大系数，

分别代表R_Δρ、R_Δδt的标准差。

步骤4：根据正态分布概率密度函数的拖尾计算放大系数α；

步骤5：根据轨道修正信息及钟差修正信息的标准差，计算参考值R_Δρ、R_Δδt的标准差

σ_Δρ、σ_Δδt为轨道修正信息及钟差修正信息的标准差。

步骤6：将N个主控站的轨道修正信息检测值R_Δρ及钟差修正信息R_Δδt检测值分别与步骤3中计算出的检验门限T_Δρ、T_Δδt进行比较，如果某个主控站的轨道修正信息检测值R_Δρ或钟差修正信息R_Δδt检测值大于相应的检测门限，则说明该主控站的轨道修正信息或钟差修正信息异常，需剔除该主控站的异常修正信息数据；

步骤7：根据剩余主控站数据，重复步骤2计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测值，并继续与计算的检测门限进行比较，检验其是否越界；

步骤8：重复步骤2～6，直到不再出现差分修正信息数据越界，差分修正数据一致性检测结束。

本发明具体实施方式还包括：

本发明的一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法，利用若干个基于全球导航卫星系统(GNSS)的主控站进行GNSS差分修正数据一致性检测方法。为了辅助PPP完成用户高精度海上定位，确保注入站上注的轨道及钟差差分修正信息的精度和可靠性，本发明采用多个主控站产生GNSS差分修正数据，通过对不同主控站生成的同类型的差分修正信息数据进行比较，以期达到检测具有显著误差修正信息的目的。本发明方法是：在注入站收集来自不同主控站计算得到的GNSS差分修正信息，包括轨道修正信息和钟差修正信息；对差分修正信息进行分类提取，并计算每个主控站卫星轨道修正信息及钟差修正信息的检测值；根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；将每个主控站差分修正信息的检测值分别与其检验门限进行比较，进行越界检测；如果没有出现越界，则说明差分修正信息数据正常，一致性检测结束；如果出现越界的情况，则剔除相对应主控站的轨道或钟差修正信息数据；并将剔除后的数据重新进行检测，直到不再出现差分修正信息数据越界，差分修正数据一致性检测结束。本发明充分利用多个主控站的冗余差分修正信息数据，对轨道和钟差修正数据进行显著误差检验，以此检测其跳变和野值，提高轨道和钟差修正数据的精度和可靠性，为PPP在海上的应用提供了有力的保障。本发明包括以下步骤：

步骤1，布设在不同地区的主控站实时收集来自基准站网络的卫星观测数据，根据该数据生成差分修正信息，包括卫星轨道修正信息、钟差修正信息，并传送到注入站；

步骤2，注入站对不同地区主控站传输的差分修正信息进行分类提取，并根据所有主控站传输的差分修正信息数据，计算每个主控站卫星轨道修正信息及钟差修正信息的检测值；

步骤3，根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；

步骤4，将各个主控站的轨道修正信息及钟差修正信息的检测值分别与其检验门限进行比较，进行越界检测；

步骤5，如果没有出现越界情况，则说明各个主控站差分修正信息正常；

步骤6，如果出现越界的情况，则剔除相对应主控站的轨道或钟差修正信息数据；并将剔除后的数据重新进行检测，直到不再出现差分修正信息数据越界，差分修正数据一致性检测结束。

步骤1中在不同地区布设多个主控站，为差分修正数据一致性检测提供数据；

步骤2中利用各个主控站的卫星轨道修正信息及钟差修正信息，计算其检测值；

步骤3中根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；

步骤4、5、6中根据各个主控站的轨道修正信息及钟差修正信息的检测值分别与其检验门限进行比较检测。

Claims (1)

1.一种GNSS差分修正信息数据一致性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：布设在不同地区的主控站实时收集来自基准站网络的卫星观测数据，根据该数据生成差分修正信息，包括卫星轨道修正信息Δρ和钟差修正信息Δδt，并传送到注入站，Δρ＝[Δρ₁,…,Δρ_N]，Δδt＝[Δδt₁,…,Δδt_N]，其中，Δρ_i代表第i个主控站的卫星轨道修正信息，Δδt_i代表第i个主控站的钟差修正信息，N为主控站数量；

步骤2：注入站对不同地区主控站传输的差分修正信息进行分类提取，并根据所有主控站传输的差分修正信息数据，计算每个主控站卫星轨道修正信息及钟差修正信息的检测值；

步骤3：根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限；

步骤4：进行越界检测：将N个主控站的轨道修正信息检测值和钟差修正信息检测值分别与步骤3中得到的轨道修正信息检验门限和钟差修正信息检验门限进行比较，如果主控站的轨道修正信息检测值大于对应的检测门限，则该主控站的轨道修正信息越界，执行步骤5否则该主控站的轨道修正信息正常，完成一致性检测；如果主控站的钟差修正信息检测值大于对应的检测门限，则该主控站的钟差修正信息越界，执行步骤5；否则该主控站的轨道修正信息正常，完成一致性检测；

步骤5：剔除相对应主控站的轨道修正信息数据或钟差修正信息数据，并返回步骤2；

步骤2所述计算每个主控站卫星轨道修正信息的检测值具体为：

对于由主控站r数据得到卫星轨道修正信息Δρ_r，在注入站计算其检测值为：

其中，

为除主控站r的轨道修正信息Δρ_r外，由其它主控站计算得到的轨道修正信息的均值；

步骤2所述计算钟差修正信息的检测值具体为：

对于由主控站r数据得到钟差修正信息Δδt_r，在注入站计算其检测值为：

其中，

为除主控站r的钟差修正信息Δδt_r外，由其它主控站计算得到的钟差修正信息的均值；

步骤3所述根据无故障条件下概率分别计算轨道修正信息及钟差修正信息的检测门限具体为：

假设R_Δρ及R_Δδt服从均值为0的正态分布，根据无故障条件下概率对R_Δρ，R_Δδt设置检验门限，具体为：

其中，α为放大系数，

分别代表R_Δρ、R_Δδt的标准差，放大系数α根据正态分布概率密度函数的拖尾计算得到，标准差

满足：

其中，σ_Δρ、σ_Δδt为轨道修正信息及钟差修正信息的标准差。

Images