CN112612039B - 用于静态测站的gnss非直射信号检测消除方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法及系统，包括构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A；采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；在GNSS数据处理中采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。

Description

用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法及系统

技术领域

本发明属于全球卫星导航系统领域，特别涉及一种适用于静态测站的，关于检测和消除GNSS非直射信号(NLOS)，辅助改善多路径误差建模的精度和有效性，提高定位解算结果精度的技术。

背景技术

多路径效应是由来自卫星的直射、反射和衍射信号等进入接收机天线并发生干涉导致的现象，因其与卫星、接收机及测站环境均具有高度的相关性，现有改正方法在实际应用中均存在弊端，多路径误差也成为影响GNSS精密数据处理精度的主要误差源之一^[1]。

目前，针对多路径效应对GNSS定位精度的影响，在测站环境和接收机等硬件设备受限的条件下，主要从数据处理算法层面对多路径误差进行建模，或采用信号处理技术进行分析，通过分离多路径误差，削弱其对GNSS精密数据处理精度的影响。

通常情况下，认为多路径效应是由直射信号与反射信号或衍射信号等叠加造成的，但实际上，反射信号或衍射信号也能够在直射信号无法被接收时进入接收机天线，这类信号被称为非直射信号(NLOS)^[2]。由非直射信号导致的GNSS定位误差通常被归类为多路径效应，但与多路径误差相比它往往要大很多，因此需要采用不同的技术抑制或消除非直射信号^[3]。

Wang Lei等人提出可以采用3D城市模型或3D地图检测卫星直射信号的可见性，从而检测和抑制非直射信号和多路径效应^[4]；此外，A.Bourdeau等人提出非直射信号的额外相位延迟可以被建模为与测站位置相关的函数，从而在直射卫星信号数量不足时提供降级的位置解^[5]。但实际上，3D城市模型或3D地图的海量数据虽然能够满足动态应用中用户处于不同位置时的需求，但会占据大量的数据存储空间；而对于静态测站的GNSS精密数据处理来说，如此庞大的数据量完全是冗余的，并且3D城市模型/3D地图精度有限，在检测和消除卫星非直射信号时可能出现偏差。因此，上述方法并不适用于静态测站的GNSS精密数据处理。

关于检测卫星可见性的方法，可以采用在计算机视觉领域较为成熟的线段平面碰撞检测(Line Segment-Plane Collision Detection)算法：将建筑模型的各个表面用无数三角形趋近表示，然后依次判断测站与卫星间的连线是否与构成建筑模型表面的每个三角形相交，从而判断该卫星在测站处是否可见。但3D城市模型/3D地图中的每个建筑模型大约由十万个几何表面构成，若对每颗卫星依次进行可见性检测，无论是实时还是事后的数据处理，都对设备的计算性能有着较高的要求^[3]。

Wang Lei等人提出：不必使用庞大的建筑模型数据直接计算每颗卫星的可见性，而是预先生成从测站角度观测的建筑模型边界，并用测站处的方位角和高度角表示。通过比较某颗卫星的高度角与测站相同方位处建筑模型边界的高度角，即可实时、高效地判断该卫星是否可见^[3]。在静态测站处采用建筑模型边界检测卫星可见性的方法，有效避免了3D建筑模型大量冗余数据的问题，也为数据处理阶段节省了计算负荷。但建筑模型边界方法是基于建筑物与地面间不存在空隙的假设，实际情况却较为复杂：许多建筑模型内部存在允许卫星信号穿过的空洞，例如高架桥、拱门及雕塑，包括植物茂盛的树冠结构等，这些都会影响对于卫星可见性的判断，也是上述方法在使用时存在的弊端。

参考文献

[1]王亚伟,邹璇,唐卫明,崔健慧,李洋洋.削弱GNSS多路径效应的半天球格网点建模方法[J].测绘学报,2020,49(04):461-468.

[2]Bradbury J,Ziebart M,Cross P A,et al.Code Multipath Modelling inthe Urban Environment Using Large Virtual Reality City Models:Determining theLocal Environment[J].Journal of Navigation,2006,60(01):95-105.

[3]Wang L,Groves P D,Ziebart M K.Multi-Constellation GNSS PerformanceEvaluation for Urban Canyons Using Large Virtual Reality City Models[J].Journal of Navigation,2012,65(3):459-476.

[4]Wang L,Groves P D,Ziebart M K.GNSS Shadow Matching:Improving UrbanPositioning Accuracy Using a 3D City Model with Optimized Visibility ScoringScheme[J].Navigation,2013,60(3):195-207.

[5]Bourdeau,A.,Sahmoudi,M.,and Tourneret,J.-Y.,“Tight Integration ofGNSS and a 3D City Model forRobust Positioning in Urban Canyons,”Proceedingsofthe 25th International Technical meeting of the SatelliteDivision of TheInstitute of Navigation(ION GNSS2012),Nashville,TN,September 2012,pp.1263–1269.

发明内容

针对全球卫星导航系统中静态测站GNSS精密数据处理精度受到非直射信号(NLOS)影响的问题，本发明提出了一种利用测站处的半天球格网模型检测并消除非直射信号，从而辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位解算结果精度的技术。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，包括以下步骤，

步骤1，构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A，其中，i为格网在矩阵中的行序号，j为格网在矩阵中的列序号；

步骤2，采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；

步骤3，解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α(i,j)，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；

步骤4，采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。

而且，步骤1中，构建测站处的半天球格网模型，实现如下，

步骤1.1、以测站接收机天线相位中心为球心建立半天球，并将方位角、高度角分别作为半天球的经度L、纬度B进行格网划分；

步骤1.2、对半天球格网模型进行范围参数设置，包括将格网经度圈按照方位角的范围设置为0°至360°，格网纬度圈的最小值设置为截止高度角B₀，格网纬度圈的最大值设置为B₁，高度角B₁以上不存在障碍物遮挡；

步骤1.3、设置半天球格网在经度和纬度方向的划分间隔d，表征模型的精细程度；

步骤1.4、每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，用包含所有格网内可见度因子的矩阵A描述测站处天空不同区域的障碍物遮挡情况，从而判断各区域内卫星的可见性。

而且，优先取0.001°≤d≤0.1°。

而且，步骤2中，测站处的3D环境建模采用近景摄影测量、计算机视觉或激光雷达扫描等方式实现。

而且，测站处的3D环境建模采用三维激光雷达扫描方式实现时，实现方式如下，

步骤2.1、布设特征点并采集在WGS-84坐标系下的坐标；

步骤2.2、架设仪器对测站处的3D环境进行模型数据采集，并以点云的形式记录和呈现，将模型数据转换至WGS-84坐标系下；

步骤2.3、将3D环境模型数据的位置信息用测站处的方位角和高度角表示。

而且，步骤3中，实现方式如下，

步骤3.1、将矩阵A中的每个可见度因子α(i,j)初始化为0；

步骤3.2、对点云内的每个点依次进行如下操作，

根据每一点在测站处的方位角Az和高度角E，判断该点在测站半天球中所处的格网位置，并用矩阵A中对应的行列号(i,j)表示；

令可见度因子α(i,j)＝α(i,j)+1；

遍历结束后，某格网对应可见度因子α的大小表示该格网区域内的点云数量；

步骤3.3、根据预设的阈值Γ判定卫星可见性，包括对于测站处半天球的某个格网，若对应的可见度因子α<Γ，认为该格网内不存在明显的障碍物遮挡，卫星直射信号能够通过；若α≥Γ，则认为该格网内障碍物遮挡较为严重，卫星直射信号无法通过。

而且，步骤4中，在GNSS多路径误差建模阶段和/或GNSS数据质量控制阶段，采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号。

本发明还提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，用于实现如上所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

而且，包括以下模块，

第一模块，用于构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A，其中，i为格网在矩阵中的行序号，j为格网在矩阵中的列序号；

第二模块，用于采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；

第三模块，用于解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α(i,j)，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；

第四模块，用于借助描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。

或者，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

或者，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

本发明能够有效检测和消除GNSS非直射信号(NLOS)，辅助改善多路径误差建模的精度和有效性，提高GNSS定位结算结果精度。和现有技术手段相比，本发明的优点和技术效果在于：

1、现有方法多采用3D城市模型或3D地图在动态应用中检测和消除非直射信号，但对于静态GNSS精密数据处理来说，3D城市模型/3D地图庞大的数据量完全是冗余的；本发明基于静态测站处3D环境模型数据生成半天球格网模型，建模过程较为简便，能够精细地描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况，同时节省了大量的数据存储空间；

2、本发明采用预先生成的半天球格网模型描述静态测站处天空各区域的障碍物遮挡情况，根据某颗卫星的方位角和高度角即可判断其可见性，能够实时且高效地检测和消除非直射信号，适用于GNSS静态测站的各种高精度应用。

3、本发明采用静态测站处的半天球格网模型检测和消除非直射信号，可适用于改善恒星日滤波、半天球格网点模型等多种多路径误差建模方法的精度和有效性；同时也适用于单基准站、多基准站等多种静态模式下的GNSS数据质量控制中非直射信号的检测与消除。

注：某测站的半天球格网模型仅适用于改善该站的多路径误差建模和GNSS数据质量控制。

本发明方案实施简单方便，实用性强，解决了相关技术存在的实用性低及实际应用不便的问题，能够提高用户体验，具有重要的市场价值。

附图说明

图1为本发明实施例半天球格网划分示意图。

图2为本发明实施例3D环境模型数据解算半天球格网模型流程图。

图3为本发明实施例半天球格网模型改善多路径误差建模精度和有效性流程图。

图4为本发明实施例半天球格网模型提高GNSS数据处理精度流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例具体说明本发明的技术方案。

本发明实施例提供的一种适用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法包括以下步骤：

步骤1，构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况，从而判断该区域内的卫星直射信号是否可见；

步骤1.1、以测站接收机天线相位中心为球心建立半天球，并将方位角、高度角分别作为半天球的经度L、纬度B对其进行格网划分；

步骤1.2、对半天球格网模型进行范围参数设置：格网经度圈按照方位角的范围设置为0°至360°；格网纬度圈的最小值通常设置为截止高度角B₀，低于B₀的卫星信号不予跟踪，一般情况下0°≤B₀≤15°；格网纬度圈的最大值设置为B₁，此高度角以上不存在障碍物遮挡,一般情况下60°≤B₁≤90°；

步骤1.3、将半天球格网在经度和纬度方向的划分间隔设置为d，d取值越小，模型占据的数据存储空间越大，同时对于测站周围遮挡物的描述越精细，对卫星可见性的判断越准确；反之，d取值越大，模型占据的存储空间越小，对于测站周围遮挡物的描述越粗略，对卫星可见性的判断则可能出现偏差。为满足静态测站GNSS精密数据处理的需求，优选取0.001°≤d≤0.1°。

为演示方便，图1以B₀＝0°,B₁＝90°,d＝10°为例给出一个测站处的半天球格网划分形式。

步骤1.4、如图1所示，每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，用包含所有格网内可见度因子的矩阵A描述测站处天空不同区域的障碍物遮挡情况，从而判断各区域内卫星的可见性。其中：i为该格网在矩阵中的行序号，j为该格网在矩阵中的列序号。

步骤2，采用适当的手段采集测站处的3D环境模型数据，并进行坐标系转换。测站处的3D环境建模可采用近景摄影测量、计算机视觉或激光雷达扫描等技术实现；

参见图2，下面以三维激光雷达扫描技术为例，描述静态测站k处3D环境建模的具体实施步骤；

步骤2.1、布设特征点并采集在WGS-84坐标系下的坐标：在测站k周围布设三个或以上数量的特征点，并通过GNSS测量技术获取它们在WGS-84坐标系下的坐标，用于仪器坐标系与WGS-84坐标系之间的转换；

步骤2.2、架设仪器对测站处的3D环境进行模型数据采集，将模型数据转换至WGS-84坐标系下：使用强制对中装置将三维激光雷达扫描设备架设在静态测站k处，对测站处的3D环境进行模型数据采集，并以点云的形式记录和呈现。采用七参数坐标转换法进行坐标系的变换：首先根据特征点在仪器坐标系和WGS-84坐标系下的两套坐标，计算三个平移变化参数ΔX₀、ΔY₀、ΔZ₀，三个旋转变化参数ε_X、ε_Y、ε_Z和一个尺度变化参数m，然后采用以下公式将点云在仪器坐标系下的坐标(x,y,z)转换至WGS-84坐标系下的坐标(X,Y,Z)：

步骤2.3、将3D环境模型数据的位置信息用测站处的方位角和高度角表示：根据点云中各点在WGS-84坐标系下的坐标(X,Y,Z)以及测站k位置坐标(X_k,Y_k,Z_k)，依次计算每个点在测站处的方位角Az和高度角E：

步骤3，解算半天球格网模型参数，实现描述测站处天空各区域障碍物遮挡情况：解算静态测站k处的半天球格网模型参数，即求解矩阵A中每个可见度因子α(i,j)。

步骤3.1、首先，依次将矩阵A中的每个可见度因子α初始化为0，当α(i,j)＝0时表示测站处该半天球格网区域内不存在任何遮挡；

步骤3.2、对点云集内的每个点依次进行如下操作：根据某一点在测站处的方位角Az和高度角E，判断该点在测站半天球中所处的格网位置，并用矩阵A中对应的行列号(i,j)表示：

i＝int(Az/d)

其中，int()表示对括号内的数进行向下取整。

令可见度因子α(i,j)＝α(i,j)+1。遍历结束后，某格网对应可见度因子β的大小即表示该格网区域内的点云数量。

步骤3.3、根据预设的阈值判定卫星可见性：根据三维激光雷达扫描设备采集点云的密度，可以预设衡量卫星可见度的阈值Γ。对于测站处半天球的某个格网，若其对应的可见度因子α<Γ，认为该格网内不存在明显的障碍物遮挡，卫星直射信号能够通过；若α≥Γ，则认为该格网内障碍物遮挡较为严重，卫星直射信号无法通过。

一般地，当某格网内可见度因子α≥1，即表示格网内存在三维激光采集点，有障碍物遮挡。但考虑到个别三维激光点可能出现位置偏移(即本来不存在物体的区域内采集到了激光点)，为保证能够准确判定卫星可见性，设定此阈值Γ，当格网内可见度因子α≥Γ时认为该格网内障碍物遮挡较为严重。具体实施时对于阈值的选取，可根据实际情况调整，一般情况下约在1-100之间，主要由激光雷达设备和采集时长决定。一方面不同的激光雷达设备采集得到的点云密度不同；另一方面，采集时间越长，获得的模型数据越细密，数据量越大。因此阈值的选取优选建议综合考量上述因素。

步骤4，采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，以此辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位解算结果精度。

本步骤通过半天球格网模型检测和消除非直射信号，其具体的适用场景有两个：场景一是在多路径误差建模阶段剔除非直射信号，提升建模的精度和有效性。场景二是在GNSS数据质量控制阶段。具体实施时可以单独应用于某一场景，也可以结合应用。

参见图3，应用于场景一的实现方式如下：步骤4.1、若测站k在p历元接收到卫星m的信号，首先根据测站在WGS-84坐标系下的坐标(X_k,Y_k,Z_k)与卫星坐标(X^m,Y^m,Z^m)，解算卫星m在测站k处的方位角和高度角/>(参考步骤2.3中公式)

步骤4.2、根据测站k处半天球格网模型判断p历元卫星m的可见性：首先根据4.1中所计算卫星m在测站k处的方位角和高度角/>判断其在测站半天球中所处格网位置，并用矩阵A_k中对应行列号表示(i,j)表示。(参考步骤3.2中公式)

若可见度因子α(i,j)<阈值Γ，该格网内不存在明显的障碍物遮挡，认为p历元接收到的卫星m信号为直射信号或直射和反射叠加信号，允许该观测值参与多路径误差建模；若α(i,j)>Γ，该格网内障碍物遮挡严重，认为p历元接收到的卫星m信号为非直射信号，拒绝其参与多路径误差建模。

目前在数据处理层面的多路径误差建模方法，如恒星日滤波(SF)、多路径半天球格网模型(MHM)等都是事先进行多天的GNSS观测，基于时间域或空间域分离出多路径误差，并据此在后续天的GNSS数据处理阶段进行改正。

在多路径误差建模阶段，采用的GNSS观测数据可能包含非直射信号，导致多路径误差建模精度和有效性受到影响。本发明提供的半天球格网模型在这个阶段剔除NOLS信号，使能够分离出“干净”的多路径误差。

值得注意的是，采用本发明检测并消除GNSS非直射信号适用于各类多路径误差建模方法，而且多路径误差建模是本发明的应用之一，相关技术方案都应当在本发明保护范围内。

参见图4，结合应用于场景一和场景二，首先在准备阶段应用半天球格网模型，辅助改善多路径误差建模精度和有效性；然后在GNSS数据处理阶段进行GNSS数据质量控制，实现方式如下：

除了在多路径误差建模阶段检测和消除非直射信号以外，描述测站天空各区域障碍物遮挡情况的半天球格网模型也可用于GNSS数据质量控制。

首先参考步骤4.1和4.2，测站在某历元接收到卫星信号后，可利用其坐标计算在半天球格网模型中的具体位置，根据该格网内的可见度因子α和阈值Γ判断该格网内的障碍物遮挡情况，从而检测测站在该历元接收到的卫星信号是否为非直射信号，并决定是否允许其参与GNSS数据处理。

本发明的半天球格网模型在以上两个阶段综合发挥作用，提高GNSS数据处理精度。质量控制阶段得到“剔除非直射信号的卫星观测值”，图3所示多路径误差建模阶段得到“剔除非直射信号的多路径误差模型”，二者在GNSS数据处理时综合发挥作用，即“削弱非直射信号和多路径效应影响的GNSS精密数据处理”。

具体实施时，本发明技术方案提出的方法可由本领域技术人员采用计算机软件技术实现自动运行流程，实现方法的系统装置例如存储本发明技术方案相应计算机程序的计算机可读存储介质以及包括运行相应计算机程序的计算机设备，也应当在本发明的保护范围内。在一些可能的实施例中，提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，包括以下模块，

第一模块，用于构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A，其中，i为格网在矩阵中的行序号，j为格网在矩阵中的列序号；

第二模块，用于采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；

第三模块，用于解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α(i,j)，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；

第四模块，用于借助描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。

在一些可能的实施例中，提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，包括处理器和存储器，存储器用于存储程序指令，处理器用于调用存储器中的存储指令执行如上所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

在一些可能的实施例中，提供一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，包括可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时，实现如上所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1，构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A，其中，i为格网在矩阵中的行序号，j为格网在矩阵中的列序号；

步骤2，采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；

步骤3，解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α(i,j)，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；

步骤3中，实现方式如下，

步骤3.1、将矩阵A中的每个可见度因子α(i,j)初始化为0；

步骤3.2、对点云内的每个点依次进行如下操作，

根据某一点在测站处的方位角Az和高度角E，判断该点在测站半天球中所处的格网位置，并用矩阵A中对应的行列号(i,j)表示；

令可见度因子α(i,j)＝α(i,j)+1；

遍历结束后，某格网对应可见度因子α的大小表示该格网区域内的点云数量；

步骤3.3、根据预设的阈值Γ判定卫星可见性，包括对于测站处半天球的某个格网，若对应的可见度因子α<Γ，认为该格网内不存在明显的障碍物遮挡，卫星直射信号能够通过；若α≥Γ，则认为该格网内障碍物遮挡较为严重，卫星直射信号无法通过；

步骤4，采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。

2.根据权利要求1所述用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，其特征在于：步骤1中，构建测站处的半天球格网模型，实现如下，

步骤1.1、以测站接收机天线相位中心为球心建立半天球，并将方位角、高度角分别作为半天球的经度L、纬度B进行格网划分；

步骤1.2、对半天球格网模型进行范围参数设置，包括将格网经度圈按照方位角的范围设置为0°至360°，格网纬度圈的最小值设置为截止高度角B₀，格网纬度圈的最大值设置为B₁，高度角B₁以上不存在障碍物遮挡；

步骤1.3、设置半天球格网在经度和纬度方向的划分间隔d，表征模型的精细程度；

步骤1.4、每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，用包含所有格网内可见度因子的矩阵A描述测站处天空不同区域的障碍物遮挡情况，从而判断各区域内卫星的可见性。

3.根据权利要求1所述用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，其特征在于：步骤2中，测站处的3D环境建模采用近景摄影测量、计算机视觉或激光雷达扫描方式实现。

4.根据权利要求3所述用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，其特征在于：测站处的3D环境建模采用三维激光雷达扫描方式实现时，实现方式如下，

步骤2.1、布设特征点并采集在WGS-84坐标系下的坐标；

步骤2.2、架设仪器对测站处的3D环境进行模型数据采集，并以点云的形式记录和呈现，将模型数据转换至WGS-84坐标系下；

步骤2.3、将3D环境模型数据的位置信息用测站处的方位角和高度角表示。

5.根据权利要求1或2或3或4所述用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法，其特征在于：步骤4中，在多路径误差建模阶段和/或GNSS数据质量控制阶段，采用描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号。

6.一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，其特征在于：用于实现如权利要求1-5任一项所述的一种用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除方法。

7.根据权利要求6所述用于静态测站的GNSS非直射信号检测消除系统，其特征在于：包括以下模块，

第一模块，用于构建测站处的半天球格网模型，用于描述测站处天空各区域的障碍物遮挡情况；半天球格网模型的每个格网内包含一个可见度因子α(i,j)，构建包含所有格网内可见度因子的矩阵A，其中，i为格网在矩阵中的行序号，j为格网在矩阵中的列序号；

第二模块，用于采集测站处的3D环境模型数据，并对模型数据进行坐标系转换；

第三模块，用于解算测站处的半天球格网模型参数，得到矩阵A中每个可见度因子α(i,j)，确定测站处天空各区域障碍物遮挡情况；

第四模块，用于借助描述测站处障碍物遮挡情况的半天球格网模型，检测并消除非直射信号，支持辅助改善多路径误差建模精度和有效性，提高定位结果精度。