CN111435167A - 一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置 - Google Patents

一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置 Download PDF

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CN111435167A CN202010509973.3A CN202010509973A CN111435167A CN 111435167 A CN111435167 A CN 111435167A CN 202010509973 A CN202010509973 A CN 202010509973A CN 111435167 A CN111435167 A CN 111435167A
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Abstract

本发明提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置，涉及地球观测与导航的技术领域，包括：获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据；对零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用观测残差方程计算出零基线北斗三号观测数据的观测残差；对观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于第一拟合结果确定零基线北斗三号观测数据中的异常数据；对异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于第二拟合结果确定零基线北斗三号观测数据的数据质量，解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低技术问题。

Description

一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置
技术领域
本发明涉及地球观测与导航的技术领域，尤其是涉及一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置。
背景技术
随着北斗卫星导航系统快速发展，北斗三号将具备全球服务能力，为全球各类用户提供全天候的具有高精度和高可靠性的定位导航授时服务。而北斗用户接收机的观测数据质量是北斗系统服务性能可靠性的关键。因此对BDS观测数据的质量分析评估的意义重大，需求也日益增加。
目前，卫星导航系统数据质量分析包括数据的完整率、有效性，广播星历轨道精度、广播星历钟误差精度、多路径效应，信噪比等多种方法。这些常规方法主要用于分析检测观测数据中可能出现的数据缺失、周跳和多径等异常以及卫星的异常情况。而由于我国北斗三号是异构星座，并相比二代新增了B2a，B1C，B2bI，B2bQ等多种新频点，面对新的频点，接收机性能也需针对北斗三号进行进一步完善。不同厂家型号的接收机对于北斗三号新信号的处理能力和数据精度存在差异。在三号系统运行初期，为了更好的评估三号卫星及频点的性能，评价北斗信号的测距精度，必须更精确地区分和分析接收机系统偏差，观测噪声以及卫星的系统偏差带来的影响。
针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法和装置，以缓解了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，包括：获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。
进一步地，所述目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延 迟；所述观测残差方程为
Figure 319059DEST_PATH_IMAGE001
， 其中，
Figure 364245DEST_PATH_IMAGE002
为接收机的编号，
Figure 55120DEST_PATH_IMAGE003
为频点，
Figure 202068DEST_PATH_IMAGE004
为卫星的编号，
Figure 166086DEST_PATH_IMAGE005
为在频点为
Figure 816511DEST_PATH_IMAGE006
的情况下接收机
Figure 6184DEST_PATH_IMAGE007
到卫星
Figure 561799DEST_PATH_IMAGE004
的伪距，
Figure 596751DEST_PATH_IMAGE008
为在频点为
Figure 632840DEST_PATH_IMAGE003
的情况下接收机
Figure 977102DEST_PATH_IMAGE007
到卫星
Figure 770746DEST_PATH_IMAGE004
的星地距，
Figure 609389DEST_PATH_IMAGE009
为光速，
Figure 749252DEST_PATH_IMAGE010
为接收机
Figure 15149DEST_PATH_IMAGE007
的钟误差，
Figure 296088DEST_PATH_IMAGE011
为基准频点，
Figure 925040DEST_PATH_IMAGE012
为系统中除基准频点以外 的频点，
Figure 670142DEST_PATH_IMAGE013
为频点
Figure 106940DEST_PATH_IMAGE014
的电离层延迟，
Figure 671913DEST_PATH_IMAGE015
为卫星
Figure 304889DEST_PATH_IMAGE004
的对流层延迟，
Figure 638918DEST_PATH_IMAGE016
为伪距的多路径效 应，
Figure 246617DEST_PATH_IMAGE017
为接收机
Figure 813734DEST_PATH_IMAGE002
的系统偏差，
Figure 797870DEST_PATH_IMAGE018
为卫星
Figure 986406DEST_PATH_IMAGE004
的系统偏差，
Figure 765006DEST_PATH_IMAGE019
为伪距随机噪声。
进一步地，对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，包括：对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。
进一步地，对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，包括：对所述观测残差进行所述星间差分解算，得到星间差分解算结果，其中，所述星间差分解算结果用于表征所述卫星的系统偏差单差和所述卫星的观测噪声；对所述观测残差进行所述站间差分解算，得到站间差分解算结果，其中，所述站间差分解算结果用于表征所述接收机的系统偏差单差和所述接收机的观测噪声。
进一步地，基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据，包括：计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时刻的实际值之间的差值，并基于所述差值计算所述任意时刻的均方根误差；基于所述均方根误差确定出所述第一拟合结果中目标数据，其中，所述目标数据为所述均方根误差大于预设阈值的数据。
进一步地，对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，包括：按照预设时间将所述零基线北斗三号观测数据划分为多个固定弧段；按照预设采样间隔对每个固定弧段进行采样，得到预设数量个历元；利用最小二乘算法和所述第一差分结果，对每个所述历元进行滑动窗口低阶多项式拟合，得到所述第一拟合结果。
进一步地，对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，包括：确定出所述异常数据所对应的接收机；对目标接收机的观测残差进行所述第二差分解算，得到第二差分解算结果，其中，所述目标接收机为所述异常数据所对应的接收机中的任意两个接收机；对所述第二差分结果进行所述第二数据拟合，得到所述第二拟合结果。
第二方面，本发明实施例还提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析装置，包括：获取单元，构建单元，第一处理单元和第二处理单元，其中，所述获取单元，用于获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；所述构建单元，用于对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；所述第一处理单元，用于对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；所述第二处理单元，用于对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述第一方面中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
第四方面，本发明实施例还提供了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，计算机程序被处理器运行时执行第一方面中所述方法的步骤。
在本发明实施例中，获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，经过误差补偿后构建并解算观测残差方程，确定出零基线北斗三号观测数据的观测残差，在此基础上对观测残差进行星间/站间一次差分解算和固定弧段的滑动窗口数据拟合，初步分析数据质量和误差来源，确定出零基线北斗三号观测数据中的异常数据，然后，对异常数据进行星站二次差分解算和数据拟合，统计拟合值与实际值的差值，对比差值统计值，分析观测数据质量。本申请通过两次分析筛选，达到了快速细致的定位影响数据质量的来源的目的，进而解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低的技术问题，从而实现了提高了对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度的技术效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的第一拟合结果的求解方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于北斗三号的接收机数据质量分析装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
根据本发明实施例，提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；
需要说明的是，上述的卫星观测数据包括B1C，B2a，B2bI，B2bQ等频率的伪距观测值。
步骤S104，对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；
需要说明的是，目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延迟；
所述观测残差方程为
Figure 757102DEST_PATH_IMAGE020
，其中，
Figure 76088DEST_PATH_IMAGE021
为接收机的编号，
Figure 587972DEST_PATH_IMAGE022
为频点，
Figure 789670DEST_PATH_IMAGE023
为卫星的编号，
Figure 816532DEST_PATH_IMAGE024
为在频点为
Figure 876892DEST_PATH_IMAGE025
的情况下接收机
Figure 305599DEST_PATH_IMAGE026
到 卫星
Figure 940849DEST_PATH_IMAGE023
的伪距，
Figure 189428DEST_PATH_IMAGE027
为在频点为
Figure 53478DEST_PATH_IMAGE022
的情况下接收机
Figure 789222DEST_PATH_IMAGE026
到卫星
Figure 80526DEST_PATH_IMAGE023
的星地距，
Figure 816401DEST_PATH_IMAGE028
为光速，
Figure 484143DEST_PATH_IMAGE029
为接收机
Figure 136710DEST_PATH_IMAGE026
的钟误差，
Figure 598915DEST_PATH_IMAGE030
为基准频点，
Figure 822086DEST_PATH_IMAGE031
为系统中除基准频点以外的 频点，
Figure 27940DEST_PATH_IMAGE032
为频点
Figure 475626DEST_PATH_IMAGE033
的电离层延迟，
Figure 374312DEST_PATH_IMAGE034
为卫星
Figure 84779DEST_PATH_IMAGE035
的对流层延迟，
Figure 343591DEST_PATH_IMAGE036
为伪距的多路径效应，
Figure 455903DEST_PATH_IMAGE037
为接收机
Figure 463174DEST_PATH_IMAGE038
的系统偏差，
Figure 175783DEST_PATH_IMAGE039
为卫星
Figure 723439DEST_PATH_IMAGE023
的系统偏差，
Figure 690258DEST_PATH_IMAGE040
为伪距随机噪声。
对于北斗三号卫星来说，上述的基准频点为B1C频点。
具体的，通过将伪距观测方程转换为观测残差方程，补偿了大部分误差，残留的误差主要包含了多路径效应，接收机和卫星的系统偏差以及随机噪声，方便进一步分析误差来源。
步骤S106，对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；
步骤S108，对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。
在本发明实施例中，获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，经过误差补偿后构建并解算观测残差方程，确定出零基线北斗三号观测数据的观测残差，在此基础上对观测残差进行星间/站间一次差分解算和固定弧段的滑动窗口数据拟合，初步分析数据质量和误差来源，确定出零基线北斗三号观测数据中的异常数据，然后，对异常数据进行星站二次差分解算和数据拟合，统计拟合值与实际值的差值，对比差值统计值，分析观测数据质量。本申请通过两次差分计算和两次数据拟合，达到了快速细致的定位影响数据质量的来源的目的，进而解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低的技术问题，从而实现了提高了对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度的技术效果。
在本发明实施例中，步骤S106包括如下步骤：
步骤S11，对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；
步骤S12，对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。
在本发明实施例中，首先，利用公式
Figure 383277DEST_PATH_IMAGE041
，对观测残差进行星间差分解算，星 间差分解算结果。
通过星间差分解算能够消除接收机的系统偏差及多路径效应，得到的第一差分结果主要包含了卫星的系统偏差单差和观测噪声。通过分析对比各个卫星之间的观测残差的星间差分时间序列，可以初步判断不同类型卫星的系统偏差水平，筛选出系统偏差较大或出现异常跳变的零基线北斗三号观测数据。
然后，利用公式
Figure 802757DEST_PATH_IMAGE042
，对观测 残差进行站间差分解算，得到站间差分解算结果。
通过站间差分解算能够消除卫星信号的系统偏差及多路径效应，得到的站间差分解算结果中主要包含了接收机的系统偏差单差和观测噪声。通过分析对比各个接收机之间的观测残差的站间差分时间序列，可以初步判断不同接收机的系统偏差水平，筛选出系统偏差较大或出现异常跳变的接收机数据。
接着，对第一差分结果进行第一数据拟合，得到第一拟合结果，如图2所示，具体拟合过程包括如下步骤：
步骤S21，按照预设时间将所述零基线北斗三号观测数据划分为多个固定弧段；
步骤S22，按照预设采样间隔对每个固定弧段进行采样，得到预设数量个历元；
步骤S23，利用最小二乘算法和所述第一差分结果，对每个所述历元进行滑动窗口低阶多项式拟合，得到所述第一拟合结果。
具体的，在观测数据的采样间隔是30s的情况下取固定弧段为15min，即每个固定弧段中包含30个历元。
接着，运用最小二乘方法的按照历元的时间序列对各个历元进行拟合，具体公式如下：
Figure 154104DEST_PATH_IMAGE043
式中，
Figure 975429DEST_PATH_IMAGE044
为待定的2次多项式系数，
Figure 892877DEST_PATH_IMAGE045
个播发时刻，
Figure 799653DEST_PATH_IMAGE046
…
Figure 689111DEST_PATH_IMAGE047
个时刻播发的观测残差的差分结果，简写为：
Figure 83053DEST_PATH_IMAGE048
依据最小二乘法解，推知：
Figure 665344DEST_PATH_IMAGE049
则任意时刻
Figure 59416DEST_PATH_IMAGE050
的零基线观测残差的第一拟合结果可表示为：
Figure 18145DEST_PATH_IMAGE051
需要说明的是，前k个历元尚未达到滑动窗口要求，则需进行初始弧段修正，具体修正 过程为：以第一个历元数据值初始化矩阵
Figure 797751DEST_PATH_IMAGE052
，在前k次拟合过程中逐次更新
Figure 550943DEST_PATH_IMAGE052
的对应元素值。
最后，可以通过以下步骤确定出零基线北斗三号观测数据中的异常数据，具体包括：
步骤31，计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时刻的实际值之间的差值，并基于所述差值计算所述任意时刻的均方根误差；
步骤32，基于所述均方根误差确定出所述第一拟合结果中目标数据，其中，所述目标数据为所述均方根误差大于预设阈值的数据。
具体的，在本发明实施例中，对于任意时刻，有如下公式：
Figure 901153DEST_PATH_IMAGE053
其中，
Figure 647261DEST_PATH_IMAGE054
为t时刻拟合值与实际值的差值，
Figure 297685DEST_PATH_IMAGE055
为任意时刻t的拟合值，
Figure 159462DEST_PATH_IMAGE056
为任意 时刻t的实际值。
然后，统计差值时序的均方根误差如下所示：
Figure 780324DEST_PATH_IMAGE057
其中
Figure 80855DEST_PATH_IMAGE058
是差值的平均值。
当计算出差值时序的均方根误差的差值超过阈值时，则证明该时刻对应的零基线北斗三号观测数据来源可能存在异常情况，对于出现时间序列跳变或者统计值超出阈值的数据，需进一步进行差分解算。
在本发明实施例中，步骤S108包括如下步骤：
步骤S41，确定出所述异常数据所对应的接收机；
步骤S42，对目标接收机的观测残差进行所述第二差分解算，得到第二差分解算结果，其中，所述目标接收机为所述异常数据所对应的接收机中的任意两个接收机；
步骤S43，对所述第二差分结果进行所述第二数据拟合，得到所述第二拟合结果。
在本发明实施例中，首先，确定出异常数据所对应的接收机。
然后，任意选取两个异常数据所对应的接收机，即接收机
Figure 851365DEST_PATH_IMAGE059
和接收机
Figure 680781DEST_PATH_IMAGE060
。
接着，联立根据接收机
Figure 989271DEST_PATH_IMAGE061
对卫星
Figure 827914DEST_PATH_IMAGE062
和卫星
Figure 452930DEST_PATH_IMAGE063
的观测残差方程和接收机
Figure 968094DEST_PATH_IMAGE064
对卫星
Figure 45772DEST_PATH_IMAGE062
和 卫星
Figure 891368DEST_PATH_IMAGE063
的观测残差方程，得到如下公式：
Figure 620158DEST_PATH_IMAGE065
利用上述公式，解算出第二差分解算结果。
最后，对第二差分结果进行第二数据拟合，得到第二拟合结果。
需要说明的是，上述的第二数据拟合过程与第一数据拟合过程类似，在此不再进行赘述。
通过对异常数据进行第二差分解算和第二差分拟合能够消除大部分硬件导致的系统偏差和接收机偏差，从而较好的体现了观测值噪声的变化。
北斗三号系统是异构星座，相比二代新增了诸如B2a, B1C，B2bI，B2bQ等多种新频点，在运行初期阶段需针对这些新特点进行分析工作，常规分析方法多是建立在系统相对稳定成熟的条件下，对于卫星星历、信号性能的评估。而对于新卫星新频点的观测噪声及系统偏差对数据质量的影响不能很好体现。本发明专利为一种基于零基线观测残差的北斗接收机数据质量分析方法，该方法的技术流程是：获取北斗系统零基线北斗三号观测数据，经过预处理后对进行观测残差方程构建并解算，在此基础上进行星间/站间一次差分解算和固定弧段的滑动窗口数据拟合，初步分析数据质量和误差来源；对于筛选出超过阈值的数据，进行星站二次差分解算和数据拟合，统计拟合值与实际值的差值，对比差值统计值，分析观测数据质量。这种方法运算效率高，通过两步分析筛选，能够较快速细致的定位影响数据质量的来源。方便实现和业务化，可以应用在北斗系统或其它GNSS系统的数据质量分析或实时监测中。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种基于北斗三号的接收机数据质量分析装置，该基于北斗三号的接收机数据质量分析装置用于执行本发明实施例上述内容所提供的基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，以下是本发明实施例提供的基于北斗三号的接收机数据质量分析装置的具体介绍。
如图3所示，图3为上述基于北斗三号的接收机数据质量分析装置的示意图，该卫星单点定位模型的参数优化装置包括：获取单元10，构建单元20，第一处理单元30和第二处理单元40。
在本发明实施例中，获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，经过误差补偿后构建并解算观测残差方程，确定出零基线北斗三号观测数据的观测残差，在此基础上对观测残差进行星间/站间一次差分解算和固定弧段的滑动窗口数据拟合，初步分析数据质量和误差来源，确定出零基线北斗三号观测数据中的异常数据，然后，对异常数据进行星站二次差分解算和数据拟合，统计拟合值与实际值的差值，对比差值统计值，分析观测数据质量。本申请通过两次分析筛选，达到了快速细致的定位影响数据质量的来源的目的，进而解决了现有技术中对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度较低的技术问题，从而实现了提高了对零基线北斗三号观测数据的数据质量分析准确度的技术效果。
优选地，所述目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延 迟；所述观测残差方程为
Figure 322535DEST_PATH_IMAGE066
，其中，
Figure 887509DEST_PATH_IMAGE067
为接收机的编号，
Figure 67954DEST_PATH_IMAGE068
为频点，
Figure 857443DEST_PATH_IMAGE070
为卫星的编号，
Figure 465142DEST_PATH_IMAGE071
为在频点为
Figure 517412DEST_PATH_IMAGE072
的情况下接收机
Figure 750816DEST_PATH_IMAGE067
到卫星
Figure 204931DEST_PATH_IMAGE070
的伪距，
Figure 186793DEST_PATH_IMAGE073
为在频点为
Figure 975627DEST_PATH_IMAGE068
的情况下接收机
Figure 497875DEST_PATH_IMAGE067
到卫星
Figure 72076DEST_PATH_IMAGE070
的星地距，为光速，为接收 机
Figure 561329DEST_PATH_IMAGE067
的钟误差，为基准频点，为系统中除基准频点以外的频点， 为频点的电离层延迟，为卫星
Figure 33472DEST_PATH_IMAGE070
的对流层延迟，为伪距的多路径效应，为接收 机
Figure 761759DEST_PATH_IMAGE067
的系统偏差，为卫星
Figure 978294DEST_PATH_IMAGE070
的系统偏差，为伪距随机噪声。
优选地，所述第一处理单元用于：对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。
优选地，所述第一处理单元用于：对所述观测残差进行所述星间差分解算，得到所述星间差分解算结果，其中，所述星间差分解算结果用于表征所述卫星的系统偏差单差和所述卫星的观测噪声；对所述观测残差进行所述站间差分解算，得到所述站间差分解算结果，其中，所述站间差分解算结果用于表征所述接收机的系统偏差单差和所述接收机的观测噪声。
优选地，所述第一处理单元用于：计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时刻的实际值之间的差值，并基于所述差值计算所述任意时刻的均方根误差；基于所述均方根误差确定出所述第一拟合结果中目标数据，其中，所述目标数据为所述均方根误差大于预设阈值的数据。
优选地，所述第一处理单元用于：按照预设时间将所述零基线北斗三号观测数据划分为多个固定弧段；照预设采样间隔对每个固定弧段进行采样，得到预设数量个历元；利用最小二乘算法和所述第一差分结果，对每个所述历元进行滑动窗口低阶多项式拟合，得到所述第一拟合结果。
优选地，所述第二处理单元用于：确定出所述异常数据所对应的接收机；对目标接收机的观测残差进行所述第二差分解算，得到第二差分解算结果，其中，所述目标接收机为所述异常数据所对应的接收机中的任意两个接收机；对所述第二差分结果进行所述第二数据拟合，得到所述第二拟合结果。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行上述实施例一中所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
参见图4，本发明实施例还提供一种电子设备100，包括：处理器90，存储器91，总线92和通信接口93，所述处理器90、通信接口93和存储器91通过总线92连接；处理器90用于执行存储器91中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器91可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口93（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线92可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器91用于存储程序901，所述处理器90在接收到执行指令后，执行所述程序901，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器90中，或者由处理器90实现。
处理器90可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器90中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器90可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器91，处理器90读取存储器91中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请实施例提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，包括存储了处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于北斗三号的接收机数据质量分析方法，其特征在于，包括：
获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星伪距观测数据；
对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；
对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；
对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述目标误差包括：接收机钟误差，卫星钟误差，电离层延迟，对流层延迟；
所述观测残差方程为
Figure 628521DEST_PATH_IMAGE001
， 其中，
Figure 14503DEST_PATH_IMAGE002
为接收机的编号，
Figure 997503DEST_PATH_IMAGE003
为频点，
Figure 861553DEST_PATH_IMAGE004
为卫星的编号，
Figure 882118DEST_PATH_IMAGE005
为在频点为
Figure 173422DEST_PATH_IMAGE006
的情况下接收机
Figure 909297DEST_PATH_IMAGE007
到卫星
Figure 311459DEST_PATH_IMAGE008
的伪距，
Figure 449179DEST_PATH_IMAGE009
为在频点为
Figure 911385DEST_PATH_IMAGE010
的情况下接收机
Figure 868976DEST_PATH_IMAGE011
到卫星
Figure 74830DEST_PATH_IMAGE012
的星地距，
Figure 67057DEST_PATH_IMAGE013
为光速，
Figure 700163DEST_PATH_IMAGE014
为接收机
Figure 410630DEST_PATH_IMAGE015
的钟误差，
Figure 154595DEST_PATH_IMAGE016
为基准频点，
Figure 1329DEST_PATH_IMAGE017
为系统中除基准频点以外 的频点，
Figure 805337DEST_PATH_IMAGE018
为频点
Figure 734591DEST_PATH_IMAGE019
的电离层延迟，
Figure 282247DEST_PATH_IMAGE020
为卫星
Figure 249066DEST_PATH_IMAGE021
的对流层延迟，
Figure 489554DEST_PATH_IMAGE022
为伪距的多路径效应，
Figure 909034DEST_PATH_IMAGE023
为接收机
Figure 994802DEST_PATH_IMAGE024
的系统偏差，
Figure 550548DEST_PATH_IMAGE025
为卫星
Figure 961938DEST_PATH_IMAGE004
的系统偏差，
Figure 603135DEST_PATH_IMAGE026
为伪距随机噪声。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，包括：
对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，其中，所述第一差分解算包括：星间差分解算和站间差分解算；
对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，其中，所述第一拟合结果用于表征任意时刻的拟合值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述观测残差进行所述第一差分解算，得到第一差分结果，包括：
对所述观测残差进行所述星间差分解算，得到星间差分解算结果，其中，所述星间差分解算结果用于表征所述卫星的系统偏差单差和所述卫星的观测噪声；
对所述观测残差进行所述站间差分解算，得到站间差分解算结果，其中，所述站间差分解算结果用于表征所述接收机的系统偏差单差和所述接收机的观测噪声。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据，包括：
计算所述任意时刻的拟合值与所述任意时刻的实际值之间的差值，并基于所述差值计算所述任意时刻的均方根误差；
基于所述均方根误差确定出所述第一拟合结果中目标数据，其中，所述目标数据为所述均方根误差大于预设阈值的数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述第一差分结果进行所述第一数据拟合，得到所述第一拟合结果，包括：
按照预设时间将所述零基线北斗三号观测数据划分为多个固定弧段；
按照预设采样间隔对每个固定弧段进行采样，得到预设数量个历元；
利用最小二乘算法和所述第一差分结果，对每个所述历元进行滑动窗口低阶多项式拟合，得到所述第一拟合结果。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，包括：
确定出所述异常数据所对应的接收机；
对目标接收机的观测残差进行所述第二差分解算，得到第二差分解算结果，其中，所述目标接收机为所述异常数据所对应的接收机中的任意两个接收机；
对所述第二差分结果进行所述第二数据拟合，得到所述第二拟合结果。
8.一种基于北斗三号的接收机数据质量分析装置，其特征在于，包括：获取单元，构建单元，第一处理单元和第二处理单元，其中，
所述获取单元，用于获取接收机发送的零基线北斗三号观测数据，所述零基线北斗三号观测数据包括：卫星广播星历数据和卫星观测数据；
所述构建单元，用于对所述零基线北斗三号观测数据中的目标误差进行补偿，并构建观测残差方程，以及利用所述观测残差方程计算出所述零基线北斗三号观测数据的观测残差；
所述第一处理单元，用于对所述观测残差进行第一差分解算和第一数据拟合，得到第一拟合结果，并基于所述第一拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据中的异常数据；
所述第二处理单元，用于对所述异常数据进行第二差分解算和第二数据拟合，得到第二拟合结果，并基于所述第二拟合结果确定所述零基线北斗三号观测数据的数据质量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1至7任一项所述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
10.一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，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至7任一项所述方法。
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