CN112987039B - 一种导航卫星定位服务异常监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种导航卫星定位服务异常监测方法及装置，涉及定位技术领域，该导航卫星定位服务异常监测方法包括：获取实时定位服务数据；通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

Description

一种导航卫星定位服务异常监测方法及装置

技术领域

本申请涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种导航卫星定位服务异常监测方法及装置。

背景技术

全球卫星导航系统（GNSS）是大地测量中重要的基础设施，能实现全球任何位置全天候、实时、连续可靠的定位导航服务，为人类的生产生活提供了重要保障。当卫星状态异常时，会影响用户的导航定位精度。故卫星在轨运行期间，需实时对卫星的工作状态进行监测与评估。现有的导航卫星定位服务异常监测方法，通常仅针对卫星轨道、钟差进行监测分析。然而在实践中发现，现有的导航卫星定位服务异常监测方法监控内容单一，容易产生误差。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种导航卫星定位服务异常监测方法及装置，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

本申请实施例第一方面提供了一种导航卫星定位服务异常监测方法，包括：

获取实时定位服务数据；

通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；

通过预先构建的地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；

通过预先构建的传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；

根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

在上述实现过程中，先获取实时定位服务数据；然后通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；再通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；最后通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；最后根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

进一步地，所述实时定位服务数据至少包括所述定位服务的广播星历数据、所述定位服务对应的GNSS原始伪距以及所述定位服务对应的GNSS载波观测数据。

进一步地，所述通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果，包括：

获取所述广播星历数据对应的历史星历数据；

根据所述历史星历数据和所述广播星历数据，计算中间时刻轨道差值和中间时刻钟差差值；

根据所述历史星历数据计算历史轨道中误差和历史钟差差值中误差；

根据预先构建的空间段异常监测模型、所述中间时刻轨道差值和所述历史轨道中误差，确定轨道监测结果，并根据所述空间段异常监测模型、所述中间时刻钟差差值和所述历史钟差差值中误差，确定钟差监测结果；

根据所述轨道监测结果和所述钟差监测结果生成空间段异常监测结果。

在上述实现过程中，通过实时定位服务数据和空间段异常监测模型，利用两组不同参数计算同一时刻的轨道、钟差值，然后比较两组参数计算的轨道和钟差的差异，再结合历史数据计算轨道和钟差跳变的空间段异常监测结果，实现对轨道和钟差的实时监控。

进一步地，所述空间段异常监测模型包括：

；

；

其中，S _O 为所述轨道监测结果，S _T 为所述钟差监测结果，σ _O 为所述历史轨道中误差，σ _T 为所述历史钟差差值中误差，ΔO _{（t1+t2）/2}为所述中间时刻轨道差值，ΔT _{（t1+t2）/2}为所述中间时刻钟差差值。

进一步地，所述通过预先构建的地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果，包括：

获取伪距单差值历史序列矩阵；

根据所述GNSS原始伪距和所述GNSS载波观测数据计算双频伪距单差值；

通过预先构建的地面段异常监测模型、所述伪距单差值历史序列矩阵以及所述双频伪距单差值，计算地面段异常监测结果。

在上述实现过程中，利用获取的GNSS原始伪距和载波观测数据，消除一些公共误差，构建附加约束的伪距单差值中位数监测模型，判断伪距观测值是否发生跳变，计算地面段异常监测结果，实现对地面段异常的监测。

进一步地，所述地面段异常监测模型包括：

；

；

其中，E为所述地面段异常监测结果，P为所述伪距单差值历史序列矩阵，ΔP（t）为所述双频伪距单差值，mad{}为计算中位数的函数。

进一步地，所述通过预先构建的传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果，包括：

根据所述实时定位服务数据构建带有多路径补偿的观测方程；

对所述带有多路径补偿的观测方程进行线性化处理，得到线性化残差方程；

根据所述线性化残差方程计算观测残差矩阵和估计项系数矩阵；

根据所述估计项系数矩阵和所述观测残差矩阵，计算当前综合精度因子；

获取历史综合精度因子，并通过预先构建的传输段异常监测模型、所述综合精度因子以及所述历史综合精度因子，计算传输段异常监测结果。

在上述实现过程中，通过计算线性化残差方程，再结合综合精度因子，构建传输段异常监测模型，计算传输段异常监测结果，进而传输段异常的监控。

进一步地，所述传输段异常监测模型包括：

；

；

其中，Z表示传输段异常监测结果，R_i为所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子中的其中一个，α_R表示所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子的中误差，m表示所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子的累计总个数。

进一步地，在所述根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果之后，所述方法还包括：

根据所述定位服务异常监测结果判断所述定位服务是否存在异常；

如果是，根据所述定位服务异常监测结果确定异常信息；

根据所述异常信息生成异常告警提示信息。

在上述实现过程中，在得到定位服务异常检测结果之后，如果存在异常，则生成相应的异常告警提示信息，进行及时报警提醒。

本申请实施例第二方面提供了一种导航卫星定位服务异常监测装置，所述导航卫星定位服务异常监测装置包括：

获取单元，用于获取实时定位服务数据；

第一异常监测单元，用于通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；

第二异常监测单元，用于通过预先构建的地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；

第三异常监测单元，用于通过预先构建的传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；

生成单元，用于根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

在上述实现过程中，获取单元先获取实时定位服务数据；然后第一异常监测单元通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；第二异常监测单元再通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；进一步地，第三异常监测单元通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；最后生成单元根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

本申请实施例第三方面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计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行本申请实施例第一方面中任一项所述的导航卫星定位服务异常监测方法。

本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行本申请实施例第一方面中任一项所述的导航卫星定位服务异常监测方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种导航卫星定位服务异常监测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种导航卫星定位服务异常监测方法的流程示意图；

图3为本申请实施例三提供的一种导航卫星定位服务异常监测装置的结构示意图；

图4为本申请实施例四提供的一种导航卫星定位服务异常监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

请参看图1，图1为本申请实施例提供了一种导航卫星定位服务异常监测方法的流程示意图。其中，该导航卫星定位服务异常监测方法包括：

S101、获取实时定位服务数据。

本申请实施例中，实时定位服务数据包括实时获取GNSS卫星播发的广播星历数据、实时获取双频的GNSS原始伪距和载波观测数据等，具体地，广播星历数据包括卫星轨道参数、卫星钟差参数、电离层参等，对此本申请实施例不作限定。

S102、通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果。

本申请实施例中，空间段异常监测结果能够实时反馈轨道和钟差参数是否存在跳变。

本申请实施例中，可以根据实时定位服务数据和空间段异常监测模型，利用两组不同参数计算同一时刻的轨道、钟差值，然后比较两组参数计算的轨道和钟差的差异，再结合历史数据计算轨道和钟差跳变的空间段异常监测结果，之后可以根据空间段异常监测结果进行监测和告警。

S103、通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果。

本申请实施例中，实施步骤S103，能够实现地面段异常监测，利用获取的GNSS原始伪距和载波观测数据，消除一些公共误差，构建附加约束的伪距单差值中位数监测模型，判断伪距观测值是否发生跳变，计算地面段异常监测结果，之后可以根据地面段异常监测结果实现告警机制。

S104、通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果。

本申请实施例中，实施步骤S104能够进一步预测定位精度状态，实现传输段异常监测。多路径现象是信号传输过程中的误差，容易发生在遮挡环境下，通过模型进行计算改正，有利提高定位精度。通过实施步骤S104通过计算含有多路径误差补偿的观测残差，再结合位置衰减因子计算综合精度因子，构建传输段异常监测模型，计算传输段异常监测结果，进而实现告警机制。

S105、根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

本申请实施例中，定位服务异常监测结果能够给用户在众多场景下提供重要的参考信息，具有重要的作用。

本申请实施例中，该方法易于实现，结果准确，满足多类定位服务模式，能够有效地发定位服务全过程中异常信息。

本申请实施例中，该方法的执行主体可以为计算机、服务器等计算装置，对此本实施例中不作任何限定。

在本申请实施例中，该方法的执行主体还可以为智能手机、平板电脑等智能设备，对此本实施例中不作任何限定。

本申请实施例中，获取实时定位服务数据，首先通过预先构建的空间段异常监测模型，实现空间段异常监控；其次基于预先构建的地面段异常监测模型，实现地面段异常监控。最后通过预先构建的传输段异常监测模型，实现传输段异常监控。

可见，实施本实施例所描述的导航卫星定位服务异常监测方法，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

实施例2

请参看图2，图2为本申请实施例提供的一种导航卫星定位服务异常监测方法的流程示意图。如图2所示，其中，该导航卫星定位服务异常监测方法包括：

S201、获取实时定位服务数据。

本申请实施例中，实时定位服务数据至少包括定位服务的广播星历数据、定位服务对应的GNSS原始伪距以及定位服务对应的GNSS载波观测数据等，对此本申请实施例不作限定。

S202、获取广播星历数据对应的历史星历数据。

本申请实施例中，广播星历数据包括卫星轨道参数、卫星钟差参数、电离层参数等，对此本申请实施例不作限定。

本申请实施例中，历史星历数据为存储的该定位服务的历史计算数据，具体包括历史卫星轨道参数、历史卫星钟差参数、历史电离层参数、历史中间时刻卫星钟差、历史中间时刻卫星位置、历史中间时刻轨道差值、历史中间时刻钟差差值等，对此本申请实施例不作限定。

S203、根据历史星历数据和广播星历数据，计算中间时刻轨道差值和中间时刻钟差差值。

本申请实施例中，计算中间时刻轨道差值和中间时刻钟差差值的公式如下所示：

ΔO _{（t1+t2）/2}= P_t2－P_t1；

ΔT _{（t1+t2）/2}= T_t2－T_t1；

式中，ΔO _{（t1+t2）/2}为中间时刻轨道差值；ΔT _{（t1+t2）/2}为中间时刻钟差差值；P_t2为当前中间时刻卫星位置，P_t1为历史中间时刻卫星位置；T_t2为当前中间时刻卫星钟差，T_t1为历史中间时刻卫星钟差。

其中，根据存储历史星历数据能够获取历史中间时刻卫星位置和历史中间时刻卫星钟差，根据广播星历数据能够计算当前中间时刻卫星位置和当前中间时刻卫星钟差。

在步骤S203之后，还包括以下步骤：

S204、根据历史星历数据计算历史轨道中误差和历史钟差差值中误差。

本申请实施例中，计算历史轨道中误差的公式如下：

；

式中，k=1，2，…，n₁，σ _O 为历史轨道中误差，△O_k为历史中间时刻轨道差值，n₁为△O_i的总数量。

计算历史钟差差值中误差的公式如下：

；

式中，p=1，2，…，n₂，σ _T 为历史钟差差值中误差，△T_p为历史中间时刻钟差差值，n₂为△T_p的总数量。

S205、根据预先构建的空间段异常监测模型、中间时刻轨道差值和历史轨道中误差，确定轨道监测结果，并根据空间段异常监测模型、中间时刻钟差差值和历史钟差差值中误差，确定钟差监测结果。

本申请实施例中，空间段异常监测模型包括：

；

；

其中，S _O 为轨道监测结果，S _T 为钟差监测结果，σ _O 为历史轨道中误差，σ _T 为历史钟差差值中误差，ΔO _{（t1+t2）/2}为中间时刻轨道差值，ΔT _{（t1+t2）/2}为中间时刻钟差差值。

在步骤S205之后，还包括以下步骤：

S206、根据轨道监测结果和钟差监测结果生成空间段异常监测结果。

本申请实施例中，当计算出轨道监测结果S _O =1时，表示轨道出现跳变，当计算出轨道监测结果S _O =0时，表示轨道状态正常；当计算出钟差监测结果S _T =1时，表示钟差出现跳变，当计算出钟差监测结果S _O =0时，表示钟差状态正常。

作为一种可选的实施方式，当S _O =1或者S _T =1时，则可以生成相应的提示信息进行告警。

本申请实施例中，实施上述步骤S202~步骤S206，能够通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果。

S207、获取伪距单差值历史序列矩阵。

S208、根据GNSS原始伪距和GNSS载波观测数据计算双频伪距单差值。

本申请实施例中，在计算双频伪距单差值时，先构建标准单点定位伪距观测方程：

；

；

其中，i和j表示不同频点的标识；P表示伪距观测值；t表示时刻；ρ表示GNSS接收机到卫星的几何距离；c表示光速，dt_r表示接收机钟差，dt^s表示卫星钟差，I表示电离层延迟，T表示对流层延迟，S表示硬件延迟，ε₁表示残余观测噪声。

在上述方程式中，伪距观测值P、时刻t、接收机到卫星的几何距离ρ；接收机钟差dt_r、卫星钟差dt^s，电离层延迟I、对流层延迟T、硬件延迟S、残余观测噪声ε₁等均可以根据GNSS原始伪距和GNSS载波观测数据获取得到，对此本申请实施例不作限定。

在上述方程式中，卫星钟差dt^s可通过卫星钟差参数计算得到，接收机钟差dt_r可以通过迭代进行解算。

本申请实施例中，在得到标准单点定位伪距观测方程之后，可以根据标准单点定位伪距观测方程构建双频伪距观测值单差方程：

；

式中，ΔP表示双频伪距单差值，ΔI表示电离层单差值，ΔS表示硬件延迟单差值，Δε表示随机噪声项。

其中，由于ΔS在一定时间内基本不变，ΔI随高度角在一定范围内变化，且可通过实时定位服务数据中的广播电离层参数计算得到。综上，

也是在一定范围内变化。

本申请实施例中，在构建双频伪距观测值单差方程时，将标准单点定位伪距观测方程的两个公式进行相减，卫星钟差、接收机钟差、对流层误差被消除，只剩下与频率相关的电离层误差、硬件延迟和随机噪声。

S209、通过预先构建的地面段异常监测模型、伪距单差值历史序列矩阵以及双频伪距单差值，计算地面段异常监测结果。

本申请实施例中，地面段异常监测模型包括：

；

；

其中，E为地面段异常监测结果，P为伪距单差值历史序列矩阵，ΔP（t）为双频伪距单差值，mad{}为计算中位数的函数。

本申请实施例中，当计算出地面段异常监测结果E=0时，表示观测值无异常，当计算出地面段异常监测结果E=1时，表示观测值发生异常跳变，此时可以生成相应的提示信息进行告警。

本申请实施例中，实施上述步骤S207~步骤S209，能够通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果。

S210、根据实时定位服务数据构建带有多路径补偿的观测方程。

本申请实施例中，构建的带有多路径补偿的观测方程如下所示：

P’(t)=ρ(t)+c▪(dt_r(t)- dt^s(t) )+ T(t)+ I(t)+ MP(t)+ε₂(t)；

式中，P’(t)表示单频伪距观测值；ρ(t)表示GNSS接收机到卫星的几何距离；dt_r(t)表示接收机钟差，dt^s(t)表示卫星钟差，I(t)表示电离层延迟，T(t)表示对流层延迟，MP(t)表示多路径误差项，ε₂(t)表示随机噪声项。

在上述方程式中，卫星钟差dt^s可通过卫星钟差参数计算得到，接收机钟差dt_r可以通过迭代进行解算。

在上述方程式中，多路径误差项MP可利用GNSS原始伪距和GNSS载波观测数据计算得到。

S211、对带有多路径补偿的观测方程进行线性化处理，得到线性化残差方程。

本申请实施例中，得到的线性化残差方程如下所示：

；

其中，

；

其中，X表示待估计参数矩阵，V表示观测残差矩阵，可通过迭代解算X得到，U为权阵；A表示估计项系数矩阵；L表示残余改正矩阵。

S212、根据线性化残差方程计算观测残差矩阵和估计项系数矩阵。

在步骤S212之后，还包括以下步骤：

S213、根据估计项系数矩阵和观测残差矩阵，计算当前综合精度因子。

本申请实施例中，计算综合精度因子的公式如下：

；

；

R=GDOP▪RMS{V}；

式中，G是一个四维矩阵，G₁₁、G₂₂、G₃₃、G₄₄表示矩阵G的对角线元素；GDOP表示衰减因子，能反映当前星座构型的优劣；RMS{}表示计算均方根值的函数；R表示综合精度因子，能综合反映当前定位服务的基本导航定位精度状态。

S214、获取历史综合精度因子，并通过预先构建的传输段异常监测模型、综合精度因子以及历史综合精度因子，计算传输段异常监测结果。

作为一种可选的实施方式，传输段异常监测模型包括：

；

；

其中，Z表示传输段异常监测结果，R_i为当前综合精度因子和历史综合精度因子中的其中一个，α_R表示当前综合精度因子和历史综合精度因子的中误差，m表示当前综合精度因子和历史综合精度因子的累计总个数。

在上述实施方式中，当计算出传输段异常监测结果Z=0时，表示定位状态正常，当计算出传输段异常监测结果Z=1时，表示定位状态异常，即定位精度超限，此时可以生成相应的提示信息进行告警。

本申请实施例中，实施上述步骤S210~步骤S214，能够通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果。

S215、根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

作为一种可选的实施方式，在根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果之后，还可以包括以下步骤：

根据定位服务异常监测结果判断定位服务是否存在异常；

如果是，根据定位服务异常监测结果确定异常信息；

根据异常信息生成异常告警提示信息。

本申请实施例中，本方法基于空间段、传输段、地面段数据，提出了一种GNSS定位服务异常告警方法，通过获取实时定位服务数据，先通过构建用于监测轨道和钟差异常的空间段异常监测模型，实现基于历史轨道/钟差数据的空间段异常监控；其次基于历史观测数据和实时数据，构建地面段异常监测模型，判断伪距观测值是否发生跳变，实现地面段异常监控。最后计算综合精度因子，构建传输段异常监测模型，实现传输段异常监控。该方法易于实现，结果准确，满足多类定位服务模式，能够有效地发现GNSS服务全过程中异常信息，并进行告警。

可见，实施本实施例所描述的导航卫星定位服务异常监测方法，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

实施例3

请参看图3，图3为本申请实施例提供的一种导航卫星定位服务异常监测装置的结构示意图。如图3所示，该导航卫星定位服务异常监测装置包括：

获取单元310，用于获取实时定位服务数据；

第一异常监测单元320，用于通过预先构建的空间段异常监测模型和实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；

第二异常监测单元330，用于通过预先构建的地面段异常监测模型和实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果；

第三异常监测单元340，用于通过预先构建的传输段异常监测模型和实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；

生成单元350，用于根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

本申请实施例中，对于导航卫星定位服务异常监测装置的解释说明可以参照实施例1或实施例2中的描述，对此本实施例中不再多加赘述。

可见，实施本实施例所描述的导航卫星定位服务异常监测装置，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

实施例4

请一并参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种导航卫星定位服务异常监测装置的结构示意图。其中，图4所示的导航卫星定位服务异常监测装置是由图3所示的导航卫星定位服务异常监测装置进行优化得到的。如图4所示，第一异常监测单元320包括：

第一获取子单元321，用于获取广播星历数据对应的历史星历数据。

第一计算子单元322，用于根据历史星历数据和广播星历数据，计算中间时刻轨道差值和中间时刻钟差差值；以及根据历史星历数据计算历史轨道中误差和历史钟差差值中误差。

确定子单元323，用于根据预先构建的空间段异常监测模型、中间时刻轨道差值和历史轨道中误差，确定轨道监测结果，并根据空间段异常监测模型、中间时刻钟差差值和历史钟差差值中误差，确定钟差监测结果。

结果生成子单元324，用于根据轨道监测结果和钟差监测结果生成空间段异常监测结果。

作为一种可选的实施方式，空间段异常监测模型包括：

；

；

其中，S _O 为轨道监测结果，S _T 为钟差监测结果，σ _O 为历史轨道中误差，σ _T 为历史钟差差值中误差，ΔO _{（t1+t2）/2}为中间时刻轨道差值，ΔT _{（t1+t2）/2}为中间时刻钟差差值。

本申请实施例中，实时定位服务数据至少包括定位服务的广播星历数据、定位服务对应的GNSS原始伪距以及定位服务对应的GNSS载波观测数据等，对此本申请实施例不作限定。

作为一种可选的实施方式，第二异常监测单元330包括：

第二获取子单元331，用于获取伪距单差值历史序列矩阵。

第二计算子单元332，用于根据GNSS原始伪距和GNSS载波观测数据计算双频伪距单差值；以及通过预先构建的地面段异常监测模型、伪距单差值历史序列矩阵以及双频伪距单差值，计算地面段异常监测结果。

作为一种可选的实施方式，地面段异常监测模型包括：

；

；

其中，E为地面段异常监测结果，P为伪距单差值历史序列矩阵，ΔP（t）为双频伪距单差值，mad{}为计算中位数的函数。

作为一种可选的实施方式，第三异常监测单元340包括：

构建子单元341，用于根据实时定位服务数据构建带有多路径补偿的观测方程。

线性化子单元342，用于对带有多路径补偿的观测方程进行线性化处理，得到线性化残差方程。

第三计算子单元343，用于根据线性化残差方程计算观测残差矩阵和估计项系数矩阵；以及根据估计项系数矩阵和观测残差矩阵，计算当前综合精度因子。

第三获取子单元344，用于获取历史综合精度因子。

第三计算子单元343，还用于通过预先构建的传输段异常监测模型、综合精度因子以及历史综合精度因子，计算传输段异常监测结果。

作为一种可选的实施方式，传输段异常监测模型包括：

；

；

其中，Z表示传输段异常监测结果，R_i为当前综合精度因子和历史综合精度因子中的其中一个，α_R表示当前综合精度因子和历史综合精度因子的中误差，m表示当前综合精度因子和历史综合精度因子的累计总个数。

作为一种可选的实施方式，导航卫星定位服务异常监测装置还包括：

判断单元360，用于在根据空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果之后，根据定位服务异常监测结果判断定位服务是否存在异常。

异常确定单元370，用于在判断出定位服务存在异常时，根据定位服务异常监测结果确定异常信息。

提示单元380，用于根据异常信息生成异常告警提示信息。

本申请实施例中，对于导航卫星定位服务异常监测装置的解释说明可以参照实施例1或实施例2中的描述，对此本实施例中不再多加赘述。

可见，实施本实施例所描述的导航卫星定位服务异常监测装置，能够快速准确的对定位服务全过程进行全面异常监测，监控准确度高。

本申请实施例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计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行本申请实施例1或实施例2中任一项导航卫星定位服务异常监测方法。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行本申请实施例1或实施例2中任一项导航卫星定位服务异常监测方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也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，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，包括：

获取实时定位服务数据；

通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；

通过获取的GNSS原始伪距和载波观测数据对公共误差进行消除，构建附加约束的伪距单差值中位数监测模型，并将伪距单差值中位数监测模型确定为地面段异常监测模型；通过预先构建的所述地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，判断伪距观测值是否发生跳变，并计算地面段异常监测结果；

通过计算含有多路径误差补偿的观测残差，并结合位置衰减因子计算综合精度因子，构建传输段异常监测模型；通过预先构建的所述传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；

根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

2.根据权利要求1所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述实时定位服务数据至少包括所述定位服务对应的广播星历数据、所述定位服务对应的GNSS原始伪距以及所述定位服务对应的GNSS载波观测数据。

3.根据权利要求2所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果，包括：

获取所述广播星历数据对应的历史星历数据；

根据所述历史星历数据和所述广播星历数据，计算中间时刻轨道差值和中间时刻钟差差值；

根据所述历史星历数据计算历史轨道中误差和历史钟差差值中误差；

根据预先构建的空间段异常监测模型、所述中间时刻轨道差值和所述历史轨道中误差，确定轨道监测结果，并根据所述空间段异常监测模型、所述中间时刻钟差差值和所述历史钟差差值中误差，确定钟差监测结果；

根据所述轨道监测结果和所述钟差监测结果生成空间段异常监测结果。

4.根据权利要求3所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述空间段异常监测模型包括：

；

；

其中，S _O 为所述轨道监测结果，S _T 为所述钟差监测结果，σ _O 为所述历史轨道中误差，σ _T 为所述历史钟差差值中误差，ΔO _{（t1+t2）/2}为所述中间时刻轨道差值，ΔT _{（t1+t2）/2}为所述中间时刻钟差差值，t1表示历史时刻，t2表示当前时刻。

5.根据权利要求2所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述通过预先构建的地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算地面段异常监测结果，包括：

获取伪距单差值历史序列矩阵；

根据所述GNSS原始伪距和所述GNSS载波观测数据计算双频伪距单差值；

通过预先构建的地面段异常监测模型、所述伪距单差值历史序列矩阵以及所述双频伪距单差值，计算地面段异常监测结果。

6.根据权利要求5所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述地面段异常监测模型包括：

；

；

其中，E为所述地面段异常监测结果，M_d为附加约束的伪距单差值中位数，P为所述伪距单差值历史序列矩阵，ΔP（t）为所述双频伪距单差值，mad{}为计算中位数的函数。

7.根据权利要求1所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述通过预先构建的传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果，包括：

根据所述实时定位服务数据构建带有多路径补偿的观测方程；

对所述带有多路径补偿的观测方程进行线性化处理，得到线性化残差方程；

根据所述线性化残差方程计算观测残差矩阵和估计项系数矩阵；

根据所述估计项系数矩阵和所述观测残差矩阵，计算当前综合精度因子；

获取历史综合精度因子，并通过预先构建的传输段异常监测模型、所述当前综合精度因子以及所述历史综合精度因子，计算传输段异常监测结果。

8.根据权利要求7所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，所述传输段异常监测模型包括：

；

；

其中，Z表示传输段异常监测结果，R_i为所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子中的其中一个，i=1，2，…，m，α_R表示所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子的中误差，m表示所述当前综合精度因子和所述历史综合精度因子的累计总个数，R表示所述当前综合精度因子。

9.根据权利要求1所述的导航卫星定位服务异常监测方法，其特征在于，在所述根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果之后，所述方法还包括：

根据所述定位服务异常监测结果判断所述定位服务是否存在异常；

如果是，根据所述定位服务异常监测结果确定异常信息；

根据所述异常信息生成异常告警提示信息。

10.一种导航卫星定位服务异常监测装置，其特征在于，所述导航卫星定位服务异常监测装置包括：

获取单元，用于获取实时定位服务数据；

第一异常监测单元，用于通过预先构建的空间段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算空间段异常监测结果；

第二异常监测单元，用于通过获取的GNSS原始伪距和载波观测数据对公共误差进行消除，构建附加约束的伪距单差值中位数监测模型，并将伪距单差值中位数监测模型确定为地面段异常监测模型；通过预先构建的所述地面段异常监测模型和所述实时定位服务数据，判断伪距观测值是否发生跳变，并计算地面段异常监测结果；

第三异常监测单元，用于通过计算含有多路径误差补偿的观测残差，并结合位置衰减因子计算综合精度因子，构建传输段异常监测模型；通过预先构建的所述传输段异常监测模型和所述实时定位服务数据，计算传输段异常监测结果；

生成单元，用于根据所述空间段异常监测结果、地面段异常监测结果以及所述传输段异常监测结果生成定位服务异常监测结果。

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