CN112987043B - 卫星钟差基准平滑方法及其系统 - Google Patents

卫星钟差基准平滑方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本申请涉及定位技术，公开了一种实时卫星钟差基准平滑方法及其系统。该方法包括：以逐历元的方式，解算当前历元的卫星钟差，并将解算的钟差结果归算到广播星历基准，如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的所述以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差，并探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，如果发生基准跳变，则基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。本申请的实施方式能够有效的对钟差基准进行平滑，使得最终估算的钟差结果更加准确、可靠。

Description

卫星钟差基准平滑方法及其系统
技术领域
本申请涉及定位技术，特别涉及卫星钟差基准平滑技术。
背景技术
GNSS系统具有全天候、全时段、高精度、自动化、低成本、高性能等显著特点。随着多全球导航卫星系统的不断完善，在海、陆、空和航天等领域中将发挥着越来越大的作用。高精度的定位结果离不开高精度的卫星轨道、钟差产品。
在钟差估计的过程中，需要选择一个参考将所解算的钟差归算到统一的基准上。目前常用的基准钟选择方法主要有：1)选择某一颗星作为基准钟，这种方法易于实现，但钟差基准精度由所选的参考钟决定；2)构建一个虚拟参考钟，由所有钟共同维持，准确度校高，难于实现，由于受到所有钟的影响，钟差历元间差异较大。但无论哪种方法，都无法避免由于基准不稳定或者基准变换时而发生的整体跳变的问题，使得所估计的钟差结果不准确，大大影响了定位精度。
发明内容
本申请的目的在于提供一种实时卫星钟差基准平滑方法及其系统，能够有效的对钟差基准进行平滑，使得最终估算的钟差结果更加准确、可靠。
本申请公开了一种卫星钟差基准平滑方法，包括：
以逐历元的方式执行以下操作：
将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准；
如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差；
基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变；
如果发生基准跳变，则基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值；
根据所述当前历元的所述预测偏差值将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
在一个优选例中，所述发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
在一个优选例中，所述基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，进一步包括：
基于所述历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准；
将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据；
采用中位数法对所述当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定所述当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
在一个优选例中，所述基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，进一步包括：
基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型；
通过所述预测模型预测所述当前历元的预测钟差；
根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
在一个优选例中，所述根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，进一步包括：
根据公式
Figure BDA0002322405460000031
计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，其中
Figure BDA0002322405460000032
为所述当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure BDA0002322405460000033
为所述当前历元第i个卫星的预测钟差，n为所述当前历元的卫星个数。
在一个优选例中，所述将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准，进一步包括：
根据所述解算的当前历元的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值；
根据所述当前历元的所述广播星历基准偏差值将所述当前历元解算的钟差结果归算到所述广播星历基准。
在一个优选例中，所述根据所述当前历元的所解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值，进一步包括：
根据公式
Figure BDA0002322405460000034
计算所述当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，其中
Figure BDA0002322405460000035
表示所述当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure BDA0002322405460000036
表示由广播星历计算得到的所述当前历元第i个卫星的钟差。
本申请还公开了一种卫星钟差基准平滑系统包括：
第一归算模块，用于以逐历元的方式，将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准；
第二归算模块，用于如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差，基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，如果发生基准跳变，则基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，根据所述当前历元的所述预测偏差值将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
在一个优选例中，所述发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
在一个优选例中，所述第二归算模块还用于基于所述历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准，将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据，采用中位数法对所述当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定所述当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
在一个优选例中，所述第二归算模块还用于基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型，通过所述预测模型预测所述当前历元的预测钟差，根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
在一个优选例中，所述第二归算模块还用于根据公式
Figure BDA0002322405460000041
Figure BDA0002322405460000042
计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，其中
Figure BDA0002322405460000043
为所述当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure BDA0002322405460000044
为所述当前历元第i个卫星的预测钟差，n为所述当前历元的卫星个数。
在一个优选例中，所述第一归算模块还用于根据所述当前历元解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值，以及根据所述当前历元的所述广播星历基准偏差值将所述当前历元解算的钟差结果归算到所述广播星历基准。
在一个优选例中，所述第一归算模块还用于根据公式
Figure BDA0002322405460000051
Figure BDA0002322405460000052
计算所述当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，其中
Figure BDA0002322405460000053
表示所述当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure BDA0002322405460000054
表示由广播星历计算得到的所述当前历元第i个卫星的钟差。
本申请还公开了一种卫星钟差基准平滑系统包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及，
处理器，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如前文描述的方法中的步骤。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如前文描述的方法中的步骤。
本申请实施方式中，与现有技术相比至少包括以下优点和效果：
本申请的实施方式在进行钟差基准平滑时，以逐历元的方式，将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准，如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差，并基于历元数小于当前历元的历史平滑钟差数据将当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。结合广播星历和多项式预报的方法并配合钟跳探测的原理对钟差基准进行平滑，能够有效的对钟差基准进行平滑，使得最终估算的卫星钟差结果更准确、可靠，提高了定位精度。
进一步地，在基于历史平滑钟差数据对后续历元的广播星历基准跳变情况进行探测时，因为频率数据较钟差数据更容易发现突显异常值，将当所探测历元的钟差数据转换到频率数据，并采用中位数法对所述当前历元的频率数据的异常值进行探测，使得探测灵敏度更高、更准确。
本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。
附图说明
图1是根据本申请第一实施方式的卫星钟差基准平滑方法流程示意图；
图2是一个实时卫星钟差估计方法的流程图；
图3是根据本申请第一实施方式的抗差最小二乘预测钟差的流程示意图；
图4是根据本申请第二实施方式的卫星钟差基准平滑系统结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
目前，在向实时精密单点定位用户提供实时、连续、稳定的钟差产品的过程中，为确保钟差产品的连续播发，需要采用多台设备选择不同的参考钟同时估计钟差，相互补充连续向用户播发产品。在不同设备间切换时，用户接收的数据难免会发生跳变，对用户定位产生一定的影响，在参考钟切换时，可以计算切换前后基准的差异来对基准进行平滑，但仍然需要考虑所切换的钟的异常情况，而且在选择参考星时需要考虑参考星的优化选取。如果选择一个由所有钟构成的虚拟基准钟作为参考，避免了参考星的选取，以及因参考星异常引起的问题，但是拟稳基准前后历元差异较大，需要选择一个稳定的基准，将无基准条件下估计的钟差结果归算到统一的钟差基准上。
所以，发生基准跳变的问题主要因为在采用拟稳钟作为参考钟时由于受到所有测站、卫星钟的影响导致拟稳钟不稳定，或者在不同设备间相互切换时因钟差的基准也大不相同。
为了解决上述问题，本申请的第一实施方式涉及一种卫星钟差基准平滑方法，其流程如图1所示，该方法包括：
以逐历元的方式执行以下步骤101～107：
在步骤101中，将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准。
可选地，在步骤101之前，包括以下步骤：
解算当前历元的卫星钟差。
具体的，图2所为一个实时卫星钟差解算方法的流程图。如图2所示，GNSS卫星实时卫星钟差估计是通过获取全球分布的实时监测站数据，通过均方根滤波的方法逐历元估计卫星钟差，在逐历元估计卫星钟差时需要选择一个参考钟作为基准，估计所有钟相对于参考钟的钟差产品，采集预报的精密卫星轨道和BNC实时接收数据流通过滤波的方法逐历元解算实时钟差。本实施方式的卫星钟差基准平滑方法，主要用于平滑所解算的钟差结果，再将基准平滑后的精密实时钟差播发给用户。
可选地，该步骤101中“将解算的钟差结果归算到广播星历基准”可以进一步包括以下步骤①和②：
在步骤①中，根据该当前历元解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算该当前历元的广播星历基准偏差值；之后在步骤②中，根据该当前历元的该广播星历基准偏差值将该当前历元解算的钟差结果归算到该广播星历基准。
可选地，该步骤①可以进一步包括以下步骤：
根据如下公式(1)计算该当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，
Figure BDA0002322405460000081
在公式(1)中，
Figure BDA0002322405460000082
表示该当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure BDA0002322405460000083
表示由广播星历计算得到的该当前历元第i个卫星的钟差，。
可选地，该步骤②可以进一步包括以下步骤：
按照如下公式(2)将该当前历元解算的钟差结果归算到该广播星历基准，
Figure BDA0002322405460000084
在公式(2)中，
Figure BDA0002322405460000085
表示该当前历元的以广播星历为基准的钟差。
之后，进入步骤102，判断：该当前历元的历元数是否大于预设值？
如果该当前历元的历元数大于该预设值，则进入步骤103，即用该当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新该当前历元的以广播星历为基准的钟差；如果该当前历元的历元数不大于该预设值，则进入步骤107，即进入下一历元。
可选地，该步骤103中的发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
之后，进入步骤104，判断：基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差探测该当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变？
在一个实施例中，该当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变的判断方式为：如果该当前历元中超过所有卫星的预设百分比发生钟跳，则判定发生基准跳变，否则判定未发生基准跳变。其中该预设百分比可以根据需要设置，优选地，该预设百分比≥30％；例如，该预设百分比可以根据实际需要设置为30％、40％、50％、60％等。
在一个实施例中，该步骤104可以进一步包括以下步骤a、b和c：
在步骤a中，基于该历元数小于该当前历元的历史平滑钟差将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准；之后执行步骤b，将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据；之后执行步骤c，采用中位数法对该当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定该当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
在一个具体实施例中，该步骤a、b和c可以进一步描述为：在卫星钟差异常值探测中，因为频率数据较钟差数据更容易发现突显异常值，在进行钟差异常值探测时首先将钟差数据转换到频率数据，采用能够突显异常值的频率数据作为基础，判断是否为粗差，如下公式(3)所示：
Figure BDA0002322405460000091
又因为中位数法的抗差性能强，其崩溃污染率达到50％，且易于实现，本实施方式中在进行求平均值和钟跳探测时均采用中位数法进行异常值的探测，如下公式(4)所示，median表示取中位数，当
Figure BDA0002322405460000092
在范围[m-n·MAD,m+n·MAD]之外时(n＝3)，则表示存在粗差。
Figure BDA0002322405460000101
如果该当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变，则进入步骤105，即基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
可选地，该步骤105可以进一步包括以下步骤A、B和C：
在步骤A中，基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型；之后执行步骤B，通过该预测模型预测该当前历元的预测钟差；之后执行步骤C,根据该当前历元的预测钟差和该当前历元的以广播星历为基准的钟差计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
在一个实施例中，该步骤C可以进一步包括以下步骤：
根据如下公式(15)计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，
Figure BDA0002322405460000102
在公式(15)中，
Figure BDA0002322405460000103
为该当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure BDA0002322405460000104
为该当前历元第i个卫星的预测钟差，n为该当前历元的卫星个数。
在一个具体实施例中，该步骤A、B可以进一步实现为：对于该历元数小于该预设值的各历元的以广播星历为基准的钟差数据用下公式(5)进行建模，
Figure BDA0002322405460000105
在公式(5)中，a0、a1、a2分别表示钟差、钟速和钟漂。根据公式(5)，第j个历元求解模型参数a0、a1、a2的误差方程可以表示为：
Figure BDA0002322405460000106
如果误差方程的权矩阵为P(初始权为单位权)，则法方程可以表示为：
A＝(BTPB)-1BTPL (7)
B表示系数矩阵，A表示钟差模型参数估计值
Figure BDA0002322405460000111
L表示观测数据矩阵。则未知参数的协方差阵可以表示为：
Q＝(BTPB)-1 (8)
由此可得拟合残差如下：
Figure BDA0002322405460000112
将残差vj标准化为：
Figure BDA0002322405460000113
Figure BDA00023224054600001111
为vj的标准差，令D＝P-1根据最小二乘理论
Figure BDA0002322405460000114
可以表示为：
Figure BDA0002322405460000115
Figure BDA0002322405460000116
Figure BDA0002322405460000117
根据公式(14)给出了抗差权因子，根据式(14)对有异常的观测数据进行降权处理，图3给出了抗差最小二乘预测钟差的流程图。
Figure BDA0002322405460000118
之后，进入步骤106，根据该当前历元的该预测偏差值将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
可选地，该步骤106可以进一步包括以下步骤：
按照如下公式(16)将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准：
Figure BDA0002322405460000119
在公式(16)中，
Figure BDA00023224054600001110
表示该当前历元的预测基准的钟差。
之后，进入步骤107，进入下一历元，返回步骤101。
需要说明的是，该历元数小于该当前历元的历史平滑钟差包括历元数小于该当前历元的历元中未发生基准跳变历元的以广播星历为基准的钟差和发生基准跳变历元的预测基准的钟差；其中，历元数小于预设值的历元的以广播星历为基准的钟差为初始历史平滑钟差。
本申请的第二实施方式涉及一种卫星钟差基准平滑系统，其结构如图4所示，该卫星钟差基准平滑系统包括第一归算模块和第二归算模块。
具体的，第一归算模块，用于以逐历元的方式，解算当前历元的卫星钟差，并将解算的钟差结果归算到广播星历基准。
可选地，该第一归算模块，还用于根据该当前历元解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算该当前历元的广播星历基准偏差值，以及根据该当前历元的该广播星历基准偏差值将该当前历元解算的钟差结果归算到该广播星历基准。
可选地，该第一归算模块，还用于根据公式
Figure BDA0002322405460000121
计算该当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，其中
Figure BDA0002322405460000122
表示该当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure BDA0002322405460000123
表示由广播星历计算得到的该当前历元第i个卫星的钟差。
可选地，该第一归算模块，还用于按照公式
Figure BDA0002322405460000124
将该当前历元解算的钟差结果归算到该广播星历基准，其中
Figure BDA0002322405460000125
表示该当前历元的以广播星历为基准的钟差。
进一步地，该第二归算模块，用于如果当前历元的历元数大于预设值，则用该当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新该当前历元的以广播星历为基准的钟差，基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差探测该当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，如果发生基准跳变，则基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，根据该当前历元的该预测偏差值将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
可选地，该发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
可选地，该第二归算模块，还用于基于该历元数小于该当前历元的历史平滑钟差将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准，将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据，采用中位数法对该当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定该当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
可选地，该第二归算模块，还用于基于历元数小于该当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型，通过该预测模型预测该当前历元的预测钟差，根据该当前历元的预测钟差和该当前历元的以广播星历为基准的钟差计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
可选地，该第二归算模块还用于根据公式
Figure BDA0002322405460000131
计算该当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，其中
Figure BDA0002322405460000132
为该当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure BDA0002322405460000133
为该当前历元第i个卫星的预测钟差，n为该当前历元的卫星个数。
可选地，该第二归算模块，还用于按照公式
Figure BDA0002322405460000134
将该当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准，其中
Figure BDA0002322405460000135
表示该当前历元的预测基准的钟差。
需要说明的是，该历元数小于该当前历元的历史平滑钟差包括历元数小于该当前历元的历元中未发生基准跳变历元的以广播星历为基准的钟差和发生基准跳变历元的预测基准的钟差；其中，历元数小于预设值的历元的以广播星历为基准的钟差为初始历史平滑钟差。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式，本实施方式中的技术细节也可以应用于第一实施方式。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，上述卫星钟差基准平滑系统的实施方式中所示的各模块的实现功能可参照前述卫星钟差基准平滑方法的相关描述而理解。上述卫星钟差基准平滑系统的实施方式中所示的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序(可执行指令)而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。本申请实施例上述卫星钟差基准平滑系统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，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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。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)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应地，本申请实施方式还提供一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本申请的各方法实施方式。计算机可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于，相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读存储介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
此外，本申请实施方式还提供一种卫星钟差基准平滑系统，其中包括用于存储计算机可执行指令的存储器，以及，处理器；该处理器用于在执行该存储器中的计算机可执行指令时实现上述各方法实施方式中的步骤。其中，该处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，简称“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称“DSP”)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称“ASIC”)等。前述的存储器可以是只读存储器(read-only memory，简称“ROM”)、随机存取存储器(random access memory，简称“RAM”)、快闪存储器(Flash)、硬盘或者固态硬盘等。本发明各实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
需要说明的是，在本专利的申请文件中，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。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，包括：
以逐历元的方式执行以下操作：
将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准；
如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差；
基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变；
如果发生基准跳变，则基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值；
根据所述当前历元的所述预测偏差值将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
2.如权利要求1所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
3.如权利要求1所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，进一步包括：
基于所述历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准；
将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据；
采用中位数法对所述当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定所述当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
4.如权利要求1所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，进一步包括：
基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型；
通过所述预测模型预测所述当前历元的预测钟差；
根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
5.如权利要求4所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，进一步包括：
根据公式
Figure FDA0002322405450000021
计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，其中
Figure FDA0002322405450000022
为所述当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure FDA0002322405450000023
为所述当前历元第i个卫星的预测钟差，n为所述当前历元的卫星个数。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准，进一步包括：
根据所述解算的当前历元的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值；
根据所述当前历元的所述广播星历基准偏差值将所述当前历元解算的钟差结果归算到所述广播星历基准。
7.如权利要求6所述的卫星钟差基准平滑方法，其特征在于，所述根据所述当前历元的所解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值，进一步包括：
根据公式
Figure FDA0002322405450000031
计算所述当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，其中
Figure FDA0002322405450000032
表示所述当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure FDA0002322405450000033
表示由广播星历计算得到的所述当前历元第i个卫星的钟差。
8.一种卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，包括：
第一归算模块，用于以逐历元的方式，将解算的当前历元的钟差结果归算到广播星历基准；
第二归算模块，用于如果当前历元的历元数大于预设值，则用所述当前历元的以广播星历为基准的钟差加前一发生基准跳变历元的预测偏差值更新所述当前历元的以广播星历为基准的钟差，基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差探测所述当前历元的以广播星历为基准的钟差是否发生基准跳变，如果发生基准跳变，则基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值，根据所述当前历元的所述预测偏差值将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准。
9.如权利要求8所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述发生基准跳变历元的预测偏差值的初始值为零。
10.如权利要求8所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述第二归算模块还用于基于所述历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差将所述当前历元的以广播星历为基准的钟差归算到预测基准，将当前历元的预测基准的钟差数据转换到频率数据，采用中位数法对所述当前历元的频率数据的异常值进行探测，如果超过预设数量卫星发生钟差跳变则确定所述当前历元的以广播星历为基准的钟差发生基准跳变。
11.如权利要求8所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述第二归算模块还用于基于历元数小于所述当前历元的历史平滑钟差采用抗差最小二乘估计法构建预测模型，通过所述预测模型预测所述当前历元的预测钟差，根据所述当前历元的预测钟差和所述当前历元的以广播星历为基准的钟差计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值。
12.如权利要求11所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述第二归算模块还用于根据公式
Figure FDA0002322405450000041
计算所述当前历元的以广播星历为基准的钟差的预测偏差值ΔNclk，其中
Figure FDA0002322405450000042
为所述当前历元第i个卫星的以广播星历为基准的钟差，
Figure FDA0002322405450000043
为所述当前历元第i个卫星的预测钟差，n为所述当前历元的卫星个数。
13.如权利要求8-12中任意一项所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述第一归算模块还用于根据所述当前历元解算的钟差结果和由广播星历计算得到的钟差，计算所述当前历元的广播星历基准偏差值，以及根据所述当前历元的所述广播星历基准偏差值将所述当前历元解算的钟差结果归算到所述广播星历基准。
14.如权利要求13所述的卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，所述第一归算模块还用于根据公式
Figure FDA0002322405450000044
计算所述当前历元的广播星历基准偏差值Δclk，其中
Figure FDA0002322405450000045
表示所述当前历元第i个卫星所解算的钟差结果，
Figure FDA0002322405450000046
表示由广播星历计算得到的所述当前历元第i个卫星的钟差。
15.一种卫星钟差基准平滑系统，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及，
处理器，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法中的步骤。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的方法中的步骤。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116299586B (zh) * 2022-12-07 2023-11-03 中国科学院上海天文台 基于广播星历的精密单点定位方法、接收机、设备和介质
CN118425997A (zh) * 2024-04-29 2024-08-02 武汉大学 基于深度学习的实时卫星钟差估计基准跳变补偿方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728876A (zh) * 2014-01-02 2014-04-16 东南大学 一种基于区域多参考站联合解算的卫星钟差实时估计方法
CN105044741A (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 中国科学院上海天文台 一种伪距相位综合广域差分改正值的求解方法
CN107748372A (zh) * 2017-09-15 2018-03-02 千寻位置网络有限公司 基于gnss高精度系统的卫星钟差实时估计系统及方法
CN108196279A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 航天恒星科技有限公司 基于实时数据流的卫星钟差解算及预报方法
CN109387859A (zh) * 2017-08-14 2019-02-26 千寻位置网络有限公司 基于地面跟踪站产生长期卫星轨道和钟差的方法和装置
CN109521443A (zh) * 2018-12-29 2019-03-26 广东电网有限责任公司 一种探测星历异常的方法
CN110133997A (zh) * 2019-05-17 2019-08-16 长沙理工大学 一种检测卫星时钟异常的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010046742A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Topcon Gps, Llc Base data extrapolator to operate with a navigation receiver in real-time kinematic (rtk) and differential global positioning system (dgps) modes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103728876A (zh) * 2014-01-02 2014-04-16 东南大学 一种基于区域多参考站联合解算的卫星钟差实时估计方法
CN105044741A (zh) * 2015-06-29 2015-11-11 中国科学院上海天文台 一种伪距相位综合广域差分改正值的求解方法
CN109387859A (zh) * 2017-08-14 2019-02-26 千寻位置网络有限公司 基于地面跟踪站产生长期卫星轨道和钟差的方法和装置
CN107748372A (zh) * 2017-09-15 2018-03-02 千寻位置网络有限公司 基于gnss高精度系统的卫星钟差实时估计系统及方法
CN108196279A (zh) * 2017-12-23 2018-06-22 航天恒星科技有限公司 基于实时数据流的卫星钟差解算及预报方法
CN109521443A (zh) * 2018-12-29 2019-03-26 广东电网有限责任公司 一种探测星历异常的方法
CN110133997A (zh) * 2019-05-17 2019-08-16 长沙理工大学 一种检测卫星时钟异常的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ping Huang et al..GPS time transfer smooth using discrete wavelet.《 2009 International Conference on Mechatronics and Automation》.2009, *
方琳等.基于非同时双向星间链路的自主时间同步仿真分析.《天文学报》.2013,(第05期),全文. *
龚航等.利用平滑广播星历的GNSS星载钟短稳评估方法.《武汉大学学报(信息科学版)》.2013,(第07期),全文. *

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