CN112285749B - 全球导航卫星系统原始观测数据处理方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全球导航卫星系统原始观测数据处理方法、装置、电子设备、存储介质，方法包括：接收全原始观测数据；确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；确定与目标终端相匹配的实时导航星历参数；确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；触发相应的原始观测数据变换进程；对伪距观测值进行恢复，由此，恢复后的伪距观测值可以用于PVT解算以及辅助相匹配的定位进程，降低了定位系统的使用成本，有利于普通用户大规模的使用，使得用户在使用终端的电子地图时能够通过恢复后的伪距观测值辅助相匹配的定位进程，实现定位信息更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及进程控制技术，尤其涉及一种全球导航卫星系统原始观测数据处理方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
相关技术中，智能手机中的全球导航卫星系统（GNSS Global NavigationSatellite System）模块已经极大地改善了现代人类生活。在GNSS导航定位技术的发展中，导航或定位精度一直是制约其进一步应用于人类生产生活并发挥巨大作用的关键问题。随着人们对定位业务的需求越来越高，人们希望得到便捷廉价同时精确的定位服务。但是相关技术中必须在专终端中配置高能耗和高解算能力的定位芯片，可以支持提供GNSS原始观测量，从而由专用定位芯片完成定位解算，实现终端的定位。但是这种由专用定位芯片来进行定位的方式，需要专用定位终端去网络侧获取差分信息，成本较高，不利于普通用户大规模的使用。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种全球导航卫星系统原始观测数据处理方法，能够自动化地提取移动终端GNSS原始观测值，并进行恢复处理，恢复后的伪距观测值可以用于PVT解算以及辅助相匹配的定位进程，降低了定位系统的使用成本，有利于普通用户大规模的使用，使得用户在使用终端的电子地图时能够通过恢复后的伪距观测值辅助相匹配的定位进程，实现定位信息更加准确。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种全球导航卫星系统原始观测数据处理方法，包括：
接收全球导航卫星系统的原始观测数据；
确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；
确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；
基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；
基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程；
基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
本发明实施例还提供了一种全球导航卫星系统原始观测数据处理装置，包括：
信息传输模块，用于接收全球导航卫星系统的原始观测数据；
信息处理模块，用于确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；
所述信息处理模块，用于确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；
所述信息处理模块，用于基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程；
所述信息处理模块，用于基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于当所接收的不同全球导航卫星系统的原始观测数据均含有码相位锁定标识时，确定不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号；
所述信息处理模块，用于根据所述不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号，基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，依次提取不同全球导航卫星系统中与所述目标终端的初始位置对应的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于基于所提取的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间，确定目标终端接收相应的全球导航卫星系统的原始观测数据的时刻信息。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定相应卫星的地固坐标系坐标和卫星的钟差；
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和相应卫星的地固坐标系坐标、以及卫星的钟差，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于确定全球导航卫星系统的种类；
所述信息处理模块，用于基于所述全球导航卫星系统的种类，对相应的实时导航星历进行解码，确定相匹配的卫星的星历参数；
所述信息处理模块，用于基于所述卫星的星历参数，确定与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，其中，所述卫星位置为所述卫星在地固坐标系坐标；
所述信息处理模块，用于基于与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，以及所述目标终端的初始位置，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式携带周内秒时间同步标识时，触发第一原始观测数据变换进程；
所述信息处理模块，用于当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式未携带周内秒时间同步标识时，触发第二原始观测数据变换进程。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于通过所触发的第一原始观测数据变换进程，确定携带周内秒时间同步标识的卫星为参考卫星；
所述信息处理模块，用于遍历全球导航卫星系统的其他卫星的原始观测数据，对没有携带周内秒时间同步标识的原始观测数据进行伪距观测值恢复，直至恢复所有卫星的伪距观测值。
上述方案中，
所述信息处理模块，用于通过所触发的第二原始观测数据变换进程，确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第一时间参数；
所述信息处理模块，用于确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第二时间参数；
所述信息处理模块，用于确定全球导航卫星系统中的参考卫星；
所述信息处理模块，用于基于所述参考卫星的运行参数、所述第一时间参数和所述第二时间参数，恢复所有卫星的伪距观测值。
本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于运行所述存储器存储的可执行指令时，实现前序的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现前序的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
本发明实施例具有以下有益效果：
本发明通过接收全球导航卫星系统的原始观测数据；确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程；基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程，由此，可以能够自动化地提取移动终端GNSS原始观测值，并进行恢复处理，恢复后的伪距观测值可以用于PVT解算以及辅助相匹配的定位进程，降低了定位系统的使用成本，有利于普通用户大规模的使用，恢复后的伪距观测值辅助相匹配的定位进程也使得定位更加准确。
附图说明
图1是本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法的使用环境示意图；
图2为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的组成结构示意图；
图3为本发明中GNSS导航芯片工作过程示意图；
图4为本发明实施例中GNSS导航芯片数据获取过程示意图；
图5为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的流程示意图；
图6为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的二维地图显示示意图；
图7为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解， “一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
对本发明实施例进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中涉及的名词和术语进行说明，本发明实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。
1）响应于：用于表示所执行的操作所依赖的条件或者状态，当满足所依赖的条件或状态时，所执行的一个或多个操作可以是实时的，也可以具有设定的延迟；在没有特别说明的情况下，所执行的多个操作不存在执行先后顺序的限制。
2）位置服务：位置服务（LBS，Location Based Services）又称定位服务，位置服务是无线运营公司为用户提供的一种与位置有关的服务；基于位置的服务（Location BasedServices，LBS），是利用各类型的定位技术来获取定位设备当前的所在位置，通过移动互联网向定位设备提供信息资源和基础服务。LBS首先读者可利用定位技术确定自身的空间位置，随后读者便可通过移动互联网来获取与位置相关资源和信息。LBS服务中融合了移动通讯、互联网络、空间定位、位置信息、大数据等多种信息技术，利用移动互联网络服务平台进行数据更新和交互，使用户可以通过空间定位来获取相应的服务。
3）全球卫星导航系统：全球卫星导航系统，（the Global Navigation SatelliteSystem），也称为全球导航卫星系统，是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。常见系统有GPS、BDS、GLONASS和GALILEO四大卫星导航系统。最早出现的是美国的GPS（Global PositioningSystem），现阶段技术最完善的也是GPS系统。随着近年来BDS、GLONASS系统在亚太地区的全面服务开启，尤其是BDS系统在民用领域发展越来越快。卫星导航系统已经在航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理和汽车导航与信息服务等方面广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。
4）Android Location SDK：Android平台提供LBS的开发SDK，通过SDK提供的API可以获取得到用户当前的位置、定位精度以及其他相关信息，同时SDK还提供利用PVT的卫星原始观测值以及实时导航星历
下面对本申请所提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法进行介绍，其中，图1为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法的使用场景示意图，参见图1，终端（包括终端10-1和终端10-2）上设置有带有地图信息显示软件的客户端，用户通过所设置的地图客户端可以根据智能手机中的GNSS(Global NavigationSatellite System，全球导航卫星系统)模块实现精准定位，并将所接收的实时位置向用户进行展示；终端通过网络300连接服务器200，网络300可以是广域网或者局域网，又或者是二者的组合，使用无线链路实现数据传输，实现不同终端之间的地图信息的共享。终端（包括终端10-1和终端10-2）能够接收全球导航卫星系统的原始观测数据，实现相应的定位与观测数据处理。
下面对本发明实施例的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的结构做详细说明，全球导航卫星系统原始观测数据处理装置可以各种形式来实施，如带有全球导航卫星系统原始观测数据处理功能的专用终端，也可以为设置有全球导航卫星系统原始观测数据处理功能的服务器，例如前序图1中的服务器200。图2为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的组成结构示意图，可以理解，图2仅仅示出了全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图2示出的部分结构或全部结构。
本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置包括：至少一个处理器201、存储器202、用户接口203和至少一个网络接口204。全球导航卫星系统原始观测数据处理装置中的各个组件通过总线系统205耦合在一起。可以理解，总线系统205用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统205除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图2中将各种总线都标为总线系统205。
其中，用户接口203可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
可以理解，存储器202可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。本发明实施例中的存储器202能够存储数据以支持终端（如10-1）的操作。这些数据的示例包括：用于在终端（如10-1）上操作的任何计算机程序，如操作系统和应用程序。其中，操作系统包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序可以包含各种应用程序。
在一些实施例中，本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置可以采用软硬件结合的方式实现，作为示例，本发明实施例提供的问答模型训练装置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，其被编程以执行本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit）、DSP、可编程逻辑器件（PLD，Programmable Logic Device）、复杂可编程逻辑器件（CPLD，ComplexProgrammable Logic Device）、现场可编程门阵列（FPGA，Field-Programmable GateArray）或其他电子元件。
作为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置采用软硬件结合实施的示例，本发明实施例所提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置可以直接体现为由处理器201执行的软件模块组合，软件模块可以位于存储介质中，存储介质位于存储器202，处理器201读取存储器202中软件模块包括的可执行指令，结合必要的硬件（例如，包括处理器201以及连接到总线205的其他组件）完成本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
作为示例，处理器201可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor），或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
作为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置采用硬件实施的示例，本发明实施例所提供的装置可以直接采用硬件译码处理器形式的处理器201来执行完成，例如，被一个或多个应用专用集成电路（ASIC，Application SpecificIntegrated Circuit）、DSP、可编程逻辑器件（PLD，Programmable Logic Device）、复杂可编程逻辑器件（CPLD，Complex Programmable Logic Device）、现场可编程门阵列（FPGA，Field-Programmable Gate Array）或其他电子元件执行实现本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
本发明实施例中的存储器202用于存储各种类型的数据以支持全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的操作。这些数据的示例包括：用于在全球导航卫星系统原始观测数据处理装置上操作的任何可执行指令，如可执行指令，实现本发明实施例的从全球导航卫星系统原始观测数据处理方法的程序可以包含在可执行指令中。
在另一些实施例中，本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置可以采用软件方式实现，图2示出了存储在存储器202中的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置，其可以是程序和插件等形式的软件，并包括一系列的模块，作为存储器202中存储的程序的示例，可以包括全球导航卫星系统原始观测数据处理装置，全球导航卫星系统原始观测数据处理装置中包括以下的软件模块：信息传输模块 2081，信息处理模块2082。当全球导航卫星系统原始观测数据处理装置中的软件模块被处理器201读取到RAM中并执行时，将实现本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法，下面继续说明全球导航卫星系统原始观测数据处理装置中各个软件模块的功能，其中，
信息传输模块2081，用于接收全球导航卫星系统的原始观测数据。
信息处理模块2082，用于确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值。
所述信息处理模块2082，用于确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数。
所述信息处理模块2082，用于基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
所述信息处理模块2082，用于基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程。
所述信息处理模块2082，用于基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
根据图2所示的电子设备，在本申请的一个方面中，本申请还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述全球导航卫星系统原始观测数据处理方法的各种可选实现方式中所提供的不同实施例及实施例的组合。
参考图3，图3为本发明中GNSS导航芯片工作过程示意图，其中，智能手机中安装的GNSS接收机的定位精度已达米级，可以为用户提供广泛的服务，例如，网络社交、车辆追踪、天气服务等。另一方面，更昂贵的GNSS设备可通过跟踪多个频率信号，并使用高质量的天线和接收机组件，提供厘米级甚至毫米级精度。这种GNSS接收机广泛用于各种领域，如地质运动监测、土地测量、精细农业、石油和天然气勘探以及机器控制。普通用户的手机导航芯片可以处理卫星信号并提供用户利用PVT算法估计得到的位置，其中，PVT是基于芯片提供的原始观测值、实时导航星历以及其他信息计算得到的。因此，可以提取Android移动终端GNSS多模多频观测值，并进行恢复处理，恢复后的原始观测值用于PVT解算以及分析当前定位精度。
其中，Android操作系统定义了应用程序编程接口（API），是允许用户访问系统功能的一组协议。GNSS原始测量值包含在GnssClock（GNSS时钟）和GnssMeasurement（GNSS测量）软件类中，android.location（安卓定位） API对这些类型进行了描述。由于已经发布了GnssLogger（GNSS日志）应用程序或App及其源代码。用户可以使用原装App将GNSS测量数据记录到文本文件中，也可以使用源代码将GNSS测量数据添加到自己的App中。
参考图4，图4为本发明实施例中GNSS导航芯片数据获取过程示意图，其中，由于Android API并没有提供直接获取伪距的方法，因此需要首先通过Android系统(7 .0及以上版本)提供的基于位置服务的API，获取GNSS原始伪距和载波观测值等原始观测值。其中，GNSS Clock和GNSS Measurement，这两个字段包含的原始观测值参考表1和表2。
表1
表2
但是如前所述，这一过程中，随着 GNSS导航定位技术的发展，导航或定位精度一直是制约其进一步应用于人类生产生活并发挥巨大作用的关键问题。随着人们对定位业务的需求越来越高，人们希望得到精确且简单快捷的定位服务。目前的连续运行参考站(Continuously Operating Reference Stations，简称CORS)定位技术可以获得较佳的定位效果，但是其必须在专用定位终端如支持实时动态(Real-time kinematic，简称RTK)载波相位差分技术的终端上实现，这类专用定位终端具备高能耗和高解算能力的定位芯片，可以支持提供GNSS原始观测量，如RTK终端可提供其获得的GNSS载波相位观测量，该原始观测量可以用于与来自网络侧的差分信息共同解算RTK终端的位置信息。从而由专用定位终端完成定位解算，实现定位。但是这种由专用定位终端来进行定位的方式，需要专用定位终端去网络侧获取差分信息，成本较高，不利于普通用户大规模的使用。
为里解决上述缺陷，结合图2示出的全球导航卫星系统原始观测数据处理装置说明本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法，参见图5，图5为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的流程示意图，可以理解地，图5所示的步骤可以由运行全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的各种电子设备执行，例如可以是如带有全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的专用终端、智能手机、智能手表等能够接收全球导航卫星系统原始观测数据的电子设备，其中，带有全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的专用终端可以为前序图2所示的实施例中带有全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的电子设备。下面针对图5示出的步骤进行说明。
步骤501：接收全球导航卫星系统的原始观测数据。
其中，用户的初始位置(X，Y，Z)的概率位置可以利用Android手机的网络回调的结果获得。
步骤502：确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值。
在本发明的一些实施例中，确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值，可以通过以下方式实现：
当所接收的不同全球导航卫星系统的原始观测数据均含有码相位锁定标识时，确定不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号；根据所述不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号，基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，依次提取不同全球导航卫星系统中与所述目标终端的初始位置对应的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间。具体来说，用户的初始位置为(X，Y，Z)，假设有N颗卫星的GNSS Clock和GNSS Measurement原始观测值，其中每颗卫星都含有Code Lock标志，提取有用的字段如下：
其中， Time Nanos表示卫星观测值的时间， 以纳秒为单位；Time Offset Nanos表示卫星观测值的时间偏差值， 以纳秒为单位；Full Bias Nanos表示手机内部时间与真实GPS时间的差值，以纳秒为单位；Bias Nanos表示不足纳秒部分的时间，以纳秒为单位。
在本发明的一些实施例中，还可以基于所提取的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间，确定目标终端接收相应的全球导航卫星系统的原始观测数据的时刻信息。具体来说，可以根据以下公式解算接收信号的时刻：
步骤503：确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数。
步骤504：基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
在本发明的一些实施例中，基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离，可以通过以下方式实现：
基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定相应卫星的地固坐标系坐标和卫星的钟差；基于所述目标终端的初始位置和相应卫星的地固坐标系坐标、以及卫星的钟差，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。其中，计算n颗卫星的ECEF坐标和卫星的钟差可以表示为以下公式：
利用用户的初始位置(X，Y，Z)和N颗卫星的ECEF坐标计算用户到卫星的几何距离为：
参见图6，图6为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的二维地图显示示意图，其中，在所显示的二维地图中，包括有各类型的地图数据，例如：道路A，建筑B，山川C和水域D。图6中E为目标终端的当前位置，通过目标终端可以利用至少以下之一的全球导航卫星系统GPS/北斗/伽利略GALILEO/QZSS卫星，对目标终端位置进行测量。
图7为本发明实施例提供的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法一个可选的流程示意图，可以理解地，图7所示的步骤可以由运行全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的各种电子设备执行，例如可以是如带有全球导航卫星系统原始观测数据处理装置的专用终端、智能手机、智能手表等能够接收全球导航卫星系统原始观测数据的电子设备，其中，带有全球导航卫星系统的原始观测数据处理装置的专用终端前序的任一种全球导航卫星系统原始观测数据进行处理。下面针对图7示出的步骤进行说明。
步骤701：确定全球导航卫星系统的种类。
步骤702：基于所述全球导航卫星系统的种类，对相应的实时导航星历进行解码，确定相匹配的卫星的星历参数。
其中，其中，卫星的位置采用如下步骤计算达到的：
实时导航星历Nav Message种可以解码得到卫星星历参数，如下：
步骤703：基于所述卫星的星历参数，确定与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，其中，所述卫星位置为所述卫星在地固坐标系坐标。
其中，计算GPS/北斗/GALILEO/QZSS卫星位置和钟差：
计算轨道长半轴：
；计算平均运动角速度：
；
计算相对于星历参考历元的时间：
，其中，
t为信号发射时的时间；tk的取值参考：
对平均运动角速度进行改正：
；
计算平近点角：
；
计算偏近点角（利用开普勒方程迭代求解）：
；
计算真近点角：
；
计算升交角距(未经改正的)：
；
计算二阶调和改正数
计算升交角距的改正数: 
；
计算向径的改正数: 
；
计算轨道倾角改正数: 
；
计算经过改正的升交角距：
；
计算经过改正的向径：
；
计算经过改正的轨道倾角：
；
计算卫星在轨道平面上的位置
计算改正后的升交点经度：
；
计算卫星在地固坐标系下的位置
计算卫星钟差：
步骤704：基于与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，以及所述目标终端的初始位置，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
当目标终端到目标卫星的几何距离之后，可以继续执行步骤505。
步骤505：基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程。
其中，当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式携带周内秒时间同步标识时，触发第一原始观测数据变换进程；当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式未携带周内秒时间同步标识时，触发第二原始观测数据变换进程。
步骤506：基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复。
由此，可以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
在本发明的一些实施例中，基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，可以通过以下方式实现：
通过所触发的第一原始观测数据变换进程，确定携带周内秒时间同步标识的卫星为参考卫星；遍历全球导航卫星系统的其他卫星的原始观测数据，对没有携带周内秒时间同步标识的原始观测数据进行伪距观测值恢复，直至恢复所有卫星的伪距观测值。具体来说，可以首先选择TOW Decoded标志位的卫星作为参考卫星，假设是第2颗卫星；之后，遍历其他卫星观测值：
当S(k，……)含有TOW Decoded标志位时，则不进行伪距的恢复计算，否则利用下面的公式计算出伪距值：
伪距
；其中，299792458.0表示光速值；
最后一次遍历，可以恢复全部n颗卫星的伪距值：
P(1)，P(2)，P(3)，……，P(n)；
在本发明的一些实施例中，基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，可以通过以下方式实现：
通过所触发的第二原始观测数据变换进程，确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第一时间参数；确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第二时间参数；确定全球导航卫星系统中的参考卫星；基于所述参考卫星的运行参数、所述第一时间参数和所述第二时间参数，恢复所有卫星的伪距观测值。具体来说，首先计算n颗卫星到用户位置(X，Y，Z)的毫秒整数：
每颗卫星的毫秒整数用下式计算得到：
1）
；
2）计算n颗卫星到用户位置(X，Y，Z)的小数部分的毫秒数；
3）假设选择第3颗卫星为参考星，则利用下面的公式计算n颗卫星的伪距，可以表示为：
其中，299792458.0表示光速值，N[3]表示第三颗卫星的毫秒整数；z[3]表示第三颗卫星的小数部分的毫秒数；r[3]表示第三颗卫星与用户的几何距离；dts[3]表示第三颗卫星的钟差值；N[k]表示第k颗卫星的毫秒整数；z[k]表示第k颗卫星的小数部分的毫秒数；r[k]表示第k颗卫星与用户的几何距离；dts[k]表示第k颗卫星的钟差值；P[k]表示恢复得到的伪距观测值。由此，可以提取Android移动终端GNSS多模多频观测值，并进行恢复处理，恢复后的原始观测值用于PVT解算以及分析当前定位精度，处理成本较低，利于普通用户大规模的使用。
有益技术效果：
本发明通过接收全球导航卫星系统的原始观测数据；确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；基于所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式，触发相应的原始观测数据变换进程；基于所触发的原始观测数据变换进程，对所述全球导航卫星系统的伪距观测值进行恢复，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程，由此，可以能够自动化地提取移动终端GNSS原始观测值，并进行恢复处理，恢复后的伪距观测值可以用于PVT解算以及辅助相匹配的定位进程，降低了定位系统的使用成本，有利于普通用户大规模的使用，恢复后的伪距观测值辅助相匹配的定位进程也使得定位更加准确。
以上所述，仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种全球导航卫星系统原始观测数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
接收全球导航卫星系统的原始观测数据；
确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；
确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；
基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；
当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式携带周内秒时间同步标识时，触发第一原始观测数据变换进程；
当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式未携带周内秒时间同步标识时，触发第二原始观测数据变换进程；
通过所触发的第一原始观测数据变换进程，确定携带周内秒时间同步标识的卫星为参考卫星；
遍历全球导航卫星系统的其他卫星的原始观测数据，对没有携带周内秒时间同步标识的原始观测数据进行伪距观测值恢复，直至恢复所有卫星的伪距观测值，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值，包括：
当所接收的不同全球导航卫星系统的原始观测数据均含有码相位锁定标识时，确定不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号；
根据所述不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号，基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，依次提取不同全球导航卫星系统中与所述目标终端的初始位置对应的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所提取的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间，确定目标终端接收相应的全球导航卫星系统的原始观测数据的时刻信息。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离，包括：
基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定相应卫星的地固坐标系坐标和卫星的钟差；
基于所述目标终端的初始位置和相应卫星的地固坐标系坐标、以及卫星的钟差，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标终端的初始位置和相应卫星的地固坐标系坐标、以及卫星的钟差，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离，包括：
确定全球导航卫星系统的种类；
基于所述全球导航卫星系统的种类，对相应的实时导航星历进行解码，确定相匹配的卫星的星历参数；
基于所述卫星的星历参数，确定与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，其中，所述卫星位置为所述卫星在地固坐标系坐标；
基于与所述全球导航卫星系统的种类相匹配的卫星位置和钟差，以及所述目标终端的初始位置，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所触发的第二原始观测数据变换进程，确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第一时间参数；
确定全球导航卫星系统中的不同卫星到所述目标终端的初始位置的第二时间参数；
确定全球导航卫星系统中的参考卫星；
基于所述参考卫星的运行参数、所述第一时间参数和所述第二时间参数，恢复所有卫星的伪距观测值。
7.一种全球导航卫星系统原始观测数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
信息传输模块，用于接收全球导航卫星系统的原始观测数据；
信息处理模块，用于确定目标终端的初始位置，并基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，提取与所述目标终端的初始位置对应的原始观测值；
所述信息处理模块，用于确定与所述目标终端相匹配的实时导航星历参数；
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离；
所述信息处理模块，用于当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式携带周内秒时间同步标识时，触发第一原始观测数据变换进程；
所述信息处理模块，用于当所述全球导航卫星系统的信号跟踪方式未携带周内秒时间同步标识时，触发第二原始观测数据变换进程；
所述信息处理模块，用于通过所触发的第一原始观测数据变换进程，确定携带周内秒时间同步标识的卫星为参考卫星；
所述信息处理模块，用于遍历全球导航卫星系统的其他卫星的原始观测数据，对没有携带周内秒时间同步标识的原始观测数据进行伪距观测值恢复，直至恢复所有卫星的伪距观测值，以实现通过所恢复的伪距观测值辅助相匹配的定位进程。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述信息处理模块，用于当所接收的不同全球导航卫星系统的原始观测数据均含有码相位锁定标识时，确定不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号；
所述信息处理模块，用于根据所述不同全球导航卫星系统所分别对应的卫星编号，基于所接收的全球导航卫星系统的原始观测数据，依次提取不同全球导航卫星系统中与所述目标终端的初始位置对应的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述信息处理模块，用于基于所提取的卫星观测值的时间、卫星观测值的时间偏差值、终端内部时间与真实GPS时间的差值以及不足纳秒部分的时间，确定目标终端接收相应的全球导航卫星系统的原始观测数据的时刻信息。
10.根据权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和所述实时导航星历参数，确定相应卫星的地固坐标系坐标和卫星的钟差；
所述信息处理模块，用于基于所述目标终端的初始位置和相应卫星的地固坐标系坐标、以及卫星的钟差，确定所述目标终端到目标卫星的几何距离。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
存储器，用于存储可执行指令；
处理器，用于运行所述存储器存储的可执行指令时，实现权利要求1至6任一项所述的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
12.一种计算机可读存储介质，存储有可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的全球导航卫星系统原始观测数据处理方法。
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