CN113917510A - 数据处理方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种数据处理方法、装置、设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品,涉及定位技术领域,应用场景包括但不限于地图、导航、自动驾驶、车联网、车路协同、智慧交通等场景。该方法包括:获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估。该方法实时监测分析待评估系统的数据,确定待评估系统的相关定位误差,有助于提升待评估系统的可靠性和可用性。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域,具体而言,本申请涉及一种数据处理方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品。
背景技术
随着GPS(Global Positioning System,全球定位系统)技术的飞速进步和应用普及,GPS技术在城市测量中的作用已越来越重要,利用多基站网络RTK(Real-TimeKinematic,实时动态差分)技术建立的CORS(Continuously Operating ReferenceStations,连续运行参考站)已成为城市GPS应用的发展热点之一。现有技术中对CORS系统的数据和服务质量的监测并不全面,不能很好地反映CORS系统的数据,以及CORS系统的服务质量,从而导致CORS系统的可靠性和可用性下降。
发明内容
本申请针对现有的方式的缺点,提出一种数据处理方法、装置、设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品,用于解决如何提升CORS系统的可靠性和可用性的问题。
第一方面,本申请提供了一种数据处理方法,包括:
获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;
基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估。
在一个实施例中,获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据,包括:
响应于检测到多个监测站点中各监测站点存在数据到达事件,获取各监测站点对卫星集合的观测数据,各监测站点的类型为物理站点或虚拟站点。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括以下至少一项:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为物理站点,包括:
基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线;
基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差模糊度参数,以及基线双差残差;
基线双差电离层延迟包括由伪距观测量获取到的双差电离层向量,以及由载波相位观测量获取到的到双差电离层向量;基线双差对流层延迟包括由伪距观测量获取到的双差对流层向量,以及由载波相位观测量获取到的双差对流层向量;基线双差残差包括伪距双差残差向量,以及载波相位双差残差向量。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括:
当基线双差模糊度参数符合预设检验条件,则根据基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差残差、预设的权重矩阵,以及任意三个监测站点中各监测站点的地心地固坐标,确定三角网的实时动态定位差分改正数,以及实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵;
根据实时动态定位差分改正数,确定三角网的重心位置的误差改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵;
将实时动态定位差分改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数,确定为待评估系统的相关定位误差;
实时动态定位差分改正数包括双差电离层延迟关于位置的梯度值、双差电离层延迟关于位置的二阶影响参数、双差对流层延迟关于位置的梯度值、双差对流层延迟关于位置的二阶影响参数中的至少一项。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点,包括:
基于多个监测站点中的第一监测站点以及预设的多维树算法,确定多个监测站点中的第二监测站点;其中,第二监测站点为多个监测站点中与第一监测站点距离最近的物理站点;
基于第一监测站点和第二监测站点之间的基线,以及第一监测站点和第二监测站点对卫星集合的观测数据,进行实时动态定位解算,确定第一监测站点的估计坐标值。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括:
根据第一监测站点的估计坐标值和预设的第一监测站点的实际坐标值,确定第一监测站点的坐标误差值,并将坐标误差值确定为待评估系统的相关定位误差。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点,包括:
基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线;
基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差模糊度参数。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据、卫星集合中的第一卫星和各第二卫星之间的基线,以及第一卫星与多个监测站点中的第三监测站点的距离,进行实时动态定位解算,确定各第二卫星的估计地心地固坐标;
其中,第一卫星为卫星集合中高度角最大且运行状态正常的卫星,各第二卫星为卫星集合中除第一卫星之外的卫星,第三监测站点为多个监测站点中与第一卫星距离最近的监测站点。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括:
基于各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定各第二卫星的导航星历误差,并将各第二卫星的导航星历误差确定为待评估系统的相关定位误差。
在一个实施例中,基于各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定各第二卫星的导航星历误差,包括:
根据预设的导航星历,确定各第二卫星的实际地心地固坐标;
将各第二卫星的估计地心地固坐标和各第二卫星的实际地心地固坐标进行求差计算,得到各第二卫星的导航星历误差。
在一个实施例中,当各第二卫星的导航星历误差大于预设误差阈值,则确定各第二卫星处于运行异常状态。
第二方面,本申请提供了一种数据处理装置,包括:
第一处理模块,用于获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;
第二处理模块,用于基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;
第三处理模块,用于基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估。
第三方面,本申请提供了一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线;
总线,用于连接处理器和存储器;
存储器,用于存储操作指令;
处理器,用于通过调用操作指令,执行本申请第一方面的数据处理方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被用于执行本申请第一方面的数据处理方法。
第五方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现本申请第一方面中数据处理方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案,至少具有如下有益效果:
获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;通过实时获取观测数据,可以实时确定目标数据,从而可以实现实时的监测分析待评估系统(例如CORS系统)的数据,能够很好地反映待评估系统的数据;基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估;如此,确定待评估系统的相关定位误差,能够很好地反映待评估系统的服务质量,有助于提升待评估系统的可靠性和可用性,从而使用户获得更准确可靠地的定位结果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的数据处理的实施环境示意图;
图2为本申请实施例提供的数据处理系统的架构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图;
图4为本申请实施例提供的一种数据处理的示意图;
图5为本申请实施例提供的一种数据处理的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种数据处理的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种数据处理的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种数据处理的示意图;
图9a为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9b为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9c为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9d为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9e为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9f为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9g为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9h为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9i为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9j为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图9k为本申请实施例提供的CORS系统监测数据的示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的流程示意图;
图11为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图描述本申请的实施例。应理解,下面结合附图所阐述的实施方式,是用于解释本申请实施例的技术方案的示例性描述,对本申请实施例的技术方案不构成限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本申请实施例所使用的术语“包括”以及“包含”是指相应特征可以实现为所呈现的特征、信息、数据、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除实现为本技术领域所支持其他特征、信息、数据、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合等。应该理解,当我们称一个元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,该一个元件可以直接连接或耦接到另一元件,也可以指该一个元件和另一元件通过中间元件建立连接关系。此外,这里使用的“连接”或 “耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的术语“和/或”指示该术语所限定的项目中的至少一个,例如“A和/或B”指示实现为“A”,或者实现为“B”,或者实现为“A和B”。
在相关技术中,发明人研究发现相关技术对CORS系统的相关数据的监测至少存在以下问题:
(1)不能很好地反映CORS系统的相关数据和服务质量。
(2)缺少对星历、RTK差分改正数等数据的监测。
(3)缺少对区域电离层延迟、区域对流层延迟,以及虚拟站点观测数据的监测。
基于此,为了解决现有对CORS系统的相关数据的监测中存在的问题中的至少一个,更好的满足对CORS系统的相关数据监测的需求,本申请提供了一种数据处理方法,基于该方法可以提升CORS系统的可靠性和可用性。
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实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例是数据处理系统提供的一种数据处理方法,该数据处理方法涉及定位技术领域,例如卫星定位等技术。示例性的,本申请实施例中所涉及确定待评估系统的相关定位误差可以利用卫星定位。应用场景包括但不限于地图、导航、自动驾驶、车联网、车路协同、智慧交通等场景。
智能交通系统(Intelligent Traffic System,ITS)又称智能运输系统(Intelligent Transportation System),是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等)有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造,加强车辆、道路、使用者三者之间的联系,从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。
智能车路协同系统(Intelligent Vehicle Infrastructure CooperativeSystems,IVICS),简称车路协同系统,是智能交通系统(ITS)的一个发展方向。车路协同系统是采用先进的无线通信和新一代互联网等技术,全方位实施车车、车路动态实时信息交互,并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人车路的有效协同,保证交通安全,提高通行效率,从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。
为了更好的理解及说明本申请实施例的方案,下面对本申请实施例中所涉及到的一些技术用语进行简单说明。
位置服务:位置服务(LBS,Location Based Services)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 Based Services,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。
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(GlobalPositioning System,全球定位系统)、BDS(BeiDou Navigation SatelliteSystem,北斗导航系统)、GLONASS(Global Navigation Satellite System,全球卫星导航系统)和GALILEO(Galileo Satellite Navigation System,伽利略卫星导航系统)四大卫星导航系统。最早出现的是GPS(Global Positioning System),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。
CORS系统:CORS(Continuously Operating Reference Stations,连续运行参考站)系统也称为卫星连续运行参考站系统,CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等高新科技多方位、深度结晶的产物。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成,各基准站与监控分析中心间通过数据传输系统连接成一体,形成专用网络。
卫星连续运行参考站系统的数据和服务质量监测:采用一定的技术手段实时监测发现卫星星历误差超限和卫星故障,卫星星历误差监测主要考虑导航电文的不正确上传,以及电文不正确播发等引起的卫星位置计算错误;卫星故障监测主要是考虑伪距观测量偏差对终端定位导航的影响,主要包括卫星钟漂、卫星实际偏离轨道而导航电文未实时更新等卫星组成部分的故障;卫星连续运行参考站系统的数据和服务质量监测包括有基准站伪距/载波相位观测数据质量监测、导航星历可用性监测、区域电离层/对流层延迟监测、网络RTK差分改正数质量监测等。
RTK:RTK(Real-Time Kinematic,实时动态差分技术)是一种利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术,RTK的工作原理是基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果。
卫星导航星历:卫星导航星历用于描述卫星运动轨道的信息,用于指卫星的导航电文、描述了卫星的运动参数和摄动项改正,即卫星导航星历可以包括卫星轨道长轴半径、计算卫星未知的参考时刻、卫星运行角速度、卫星的平近角点、卫星的近地点角距、计算升交角距的改正数的摄动参数、计算向径改正数的摄动参数、计算卫星位置的参考时刻、计算轨道倾角改正数的摄动参数以及轨道倾角的变化率等参数。
IODE和IODC:IODE和IODC是在GPS系统中定义的参数;其中,IODE指星历数据事件,IODC指星钟数据事件。
Toc、Toe,以及Ttr/Tof:Toc指的是卫星钟的参考时刻,Toe是完全用于轨道拟合的时间参数,两者是完全独立的时间参考系;Ttr/Tof是时间参数。
Delaunay三角剖分算法:点集的三角剖分(Triangulation),对数值分析(比如有限元分析)以及图形学来说,都是极为重要的一项预处理技术。尤其是Delaunay三角剖分,由于其独特性,关于点集的很多种几何图都和Delaunay三角剖分相关,如Voronoi图,EMST树,Gabriel图等。Delaunay三角剖分有最大化最小角,“最接近于规则化的”的三角网和唯一性(任意四点不能共圆)两个特点。
KD-Tree:KD-Tree(k-dimensional树的简称),是一种对k维空间中的实例点进行存储以便对其进行快速检索的树形数据结构。KD-Tree主要应用于多维空间关键数据的搜索,例如范围搜索和最近邻搜索。KD-Tree是二进制空间分割树的特殊的情况。
站心坐标系:站心坐标系是以测站为原点的坐标系,即用準备好的基座来定点并进行观察和测量,一般用于施工工程;也用于需了解以观察者为中心的其他物体运动规律,例如接收机可见GPS卫星的视角、方位角及距离等,需要用到站心坐标系。站心坐标是以观测站为原点或天球中心的天体坐标。
ECEF:ECEF(Earth-CenteredEarth-Fixed,地心地固坐标系)简称地心坐标系,是一种以地心为原点的地固坐标系(也称地球坐标系),是一种笛卡儿坐标系。原点O(0,0,0)为地球质心,z轴与地轴平行指向北极点,x轴指向本初子午线与赤道的交点,y轴垂直于xOz平面(即东经90度与赤道的交点)构成右手坐标系。
Ntrip:Ntrip(Networked TransportofRTCMviaInternetProtocol,通过互联网进行RTCM网络传输的协议)是一种网络通讯协议,Ntrip是CORS系统的通讯协议之一。NtripSource用来产生GPS差分数据,并将差分数据提交给NtripServer;NtripServer负责将GPS差分数据提交给NtripCaster;NtripCaster是差分数据中心,负责接收和发送GPS差分数据;NtripClient登录NtripCaster后,NtripCaster将GPS差分数据发送给NtripClient。NtripCaster可以是固定IP地址的服务器,负责接收和发送差分数据。NtripClient可以是GPS流动站。NtripClient登录NtripCaster后,发送自身的坐标给NtripCaster。NtripCaster选择或产生差分数据,然后发送给NtripClient,这样GPS流动站即可实现高精度的差分定位。
周跳:周跳(cycle slips)是指在全球导航卫星系统(GNSS)技术的载波相位测量中,由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。正确地探测并恢复周跳,是载波相位测量中非常重要且必须解决的问题之一。
多路径效应:接收机接收到的卫星信号为失真的卫星发射信号,产生失真的原因之一就是多路径效应;如果卫星发生的信号经卫星到接收机的直线路径到达接收机,这接收机接收到的信号为卫星发射信号的延迟,且信号的强度最大;考虑信号在传播过程中,受一些物体的反射,而改变了信号的传播方向、振幅、极化以及相位等,这些变化了的信号到达接收机,与通过直线路径到达接收机的信号产生叠加,这种现象称为多路径效应。
本申请实施例提供的方案涉及定位技术,下面以具体的实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
图1是本申请实施例提供的一种数据处理方法的实施环境示意图,参见图1,该实施环境中可以包括地面参考站系统110(CORS系统)、高精定位服务平台120、用户终端130和导航卫星140。地面参考站系统110可包括多个基准站111。高精定位服务平台120中可包括一个或多个服务器。地面参考站系统(CORS系统)110基于与导航卫星140的通信数据生成原始观测数据101,高精定位服务平台120通过接收地面参考站系统110发送的原始观测数据101,并基于原始观测数据101生成虚拟参考站的观测数据,并向用户终端130进行差分服务播发和位置上报。其中,位置上报是可选的。
应该理解,图1中的用户终端130的具体设备、服务器、导航卫星140、基准站111的数目仅仅是示意性的。根据实现需要,可以具有任意数目的用户终端、导航卫星和基准站。例如,高精度定位服务平台120可以是多个服务器组成的服务器集群等。用户可以使用用户终端130与高精度定位服务平台120交互,以接收或发送消息等。用户终端130可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备,包括但不限于车载设备131、无人飞行器132、智能手机133、平板电脑、便携式计算机、台式计算机、可穿戴设备、虚拟现实设备、智能家居等等。
本申请实施例所提供的方案可以适用于定位技术领域中任意需要对CORS系统的相关数据进行监测的应用场景。
为了更好的理解本申请实施例提供的方案,下面结合具体的一个应用场景对该方案进行说明。
在一个实施例中,图2中示出了本申请实施例所适用的一种数据处理系统的架构示意图,可以理解的是,本申请实施例所提供的数据处理方法可以适用于但不限于应用于如图2所示的应用场景中。
本示例中,如图2所示,该示例中的数据处理系统的架构可以包括但不限于卫星定位系统201、CORS基准站网202、监测系统集群203、数据处理中心204和用户终端205。卫星定位系统201包括GPS、BDS、GLONASS和GALILEO。CORS系统包括CORS基准站网202、监测系统集群203和数据处理中心204;其中,CORS基准站网202中的多个监测站点用于监测卫星定位系统201;多个监测站点可以通过NtripCaster,将监测站点对卫星的观测数据发送给监测系统集群203;监测系统集群203负责CORS的相关数据和服务质量监测,具体包括:基准站观测数据的质量监测、虚拟观测数据的质量监测、卫星导航星历可用性的监测、网络RTK差分改正数的监测、区域电离层/对流层延迟的监测等,监测系统集群203可以通过NtripClient,将监测信息发送给用户终端205。数据处理中心204用于协助监测系统集群203进行数据处理。监测系统集群203和数据处理中心204可以是多个服务器组成的服务器集群等。
监测系统集群203获取CORS基准站网202中的多个监测站点对卫星集合(卫星定位系统201)的观测数据;监测系统集群203基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;基于目标数据,监测系统集群203确定CORS系统的相关定位误差,相关定位误差用于对CORS系统的定位质量进行评估。
可理解,上述仅为一种示例,本实施例在此不作限定。
其中,用户终端205可以是智能手机(如Android手机、iOS手机等)、手机模拟器、平板电脑、笔记本电脑、数字广播接收器、MID(Mobile Internet Devices,移动互联网设备)、PDA(个人数字助理)、车载终端(例如车载导航终端)、智能音箱、智能手表等。监测系统集群203和数据处理中心204中的服务器可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN(Content Delivery Network,内容分发网络)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器或服务器集群。用户终端205和监测系统集群203之间可以通过网络通信,用户终端205和监测系统集群203之间的网络可以包括但不限于:有线网络,无线网络,其中,该有线网络包括:局域网、城域网和广域网,该无线网络包括:蓝牙、Wi-Fi及其他实现无线通信的网络。具体也可基于实际应用场景需求确定,在此不作限定。
参见图3,图3示出了本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图,其中,该方法可以由任一电子设备执行,如可以是服务器,作为一可选实施方式,该方法可以由服务器执行,为了描述方便,在下文的一些可选实施例的描述中,将以服务器作为该方法执行主体为例进行说明。如图3所示,本申请实施例提供的数据处理方法包括如下步骤:
S301,获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据。
具体地,待评估系统可以是CORS系统,监测站点可以是CORS系统中的基准站,卫星集合可以包括卫星导航系统中的多个卫星,卫星导航系统可以是GPS、BDS、GLONASS、GALILEO等。监测站点接收卫星集合中多个卫星发送的数据(观测数据),监测站点将观测数据发送给服务器,即服务器获取观测数据。
S302,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据。
具体地,多个监测站点中任意两个监测站点之间的基线的长度可以为这两个监测站点之间的距离,卫星集合中任意两个卫星之间的基线的长度可以为这两个卫星之间的距离。实时动态定位解算可以是RTK解算。
S303,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估。
具体地,基于确定的待评估系统的相关定位误差,可以实现对待评估系统的定位质量更加准确的评估,提高了待评估系统的可靠性和可用性,从而使用户能够获得更准确可靠地的定位结果。
本申请实施例中,获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,通过实时获取观测数据,可以实时确定目标数据,从而可以实现实时的监测分析待评估系统(例如CORS系统)的数据,能够很好地反映待评估系统的数据;基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估;如此,确定待评估系统的相关定位误差,能够很好地反映待评估系统的服务质量,有助于提升待评估系统的可靠性和可用性,从而使用户获得更准确可靠地的定位结果。
在一个实施例中,获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据,包括:
响应于检测到多个监测站点中各监测站点存在数据到达事件,获取各监测站点对卫星集合的观测数据,各监测站点的类型为物理站点或虚拟站点。
在一个实施例中,基于事件驱动异步I/O模型(基于事件驱动异步输入输出模型)连接物理站点或虚拟站点,获取物理站点或虚拟站点对卫星集合的观测数据。
举例说明,如图4所示,物理站点1(physics-station1)、物理站点2(physics-station2)、物理站点3(physics-station3)、虚拟站点1(physics-station4)等多个监测站点通过NtripClient,将对卫星的观测数据发送给基于事件驱动异步I/O模型,基于事件驱动异步I/O模型执行如下步骤:
S401,轮询检测每个监测站点是否存在数据到达事件,当检测到某个监测站点是存在数据到达事件,则转到S402进行处理。
S402,解码存在数据到达事件的监测站点的对卫星的观测数据。
例如,依次解码物理站点1的数据、解码物理站点2的数据、解码物理站点3的数据、解码虚拟站点1的数据等,即获取了物理站点1、物理站点2、物理站点3、虚拟站点1等多个站点对卫星的观测数据。在顺序处理完事件后,继续轮询检测。
本申请实施例中,基于事件驱动异步I/O模型连接物理站点或虚拟站点,从而可以提高数据处理效率和稳定性,能够支持大规模物理站点或虚拟站点的数据连接和处理。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括以下至少一项:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为物理站点,包括步骤A1-A2:
步骤A1,基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线。
在一个实施例中,如图5所示的数据处理包括如下步骤:
S501,基于Delaunay三角化,构建物理站点三角网,并将三角网确定为数据质量监测单元。
具体地,Delaunay三角化可以为预设的三角化算法。多个监测站点中任意三个监测站点分别是物理站点1、物理站点2和物理站点3,物理站点1、物理站点2、物理站点3可以分别用station1、station2、station3表示。基于物理站点1、物理站点2和物理站点3之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,该三角网为数据质量监测单元。
S502,通过数据质量监测单元,进行卫星观测数据处理。
具体地,卫星观测数据处理包括载波相位周跳探测、信号质量监测和数据质量监测。
S503,通过数据质量监测单元,进行多路径效应探测。
S504,通过数据质量监测单元,进行三角网基线解算。
具体地,三角网基线解算可以是实时动态定位解算,即三角网RTK解算。进行三角网基线解算包括S505和S506。
S505,构建三角网闭合基线。
具体地,构建的三角网闭合基线包括:物理站点1->物理站点2,物理站点2->物理站点3,物理站点3->物理站点1;即构建的三角网闭合基线包括:station1->station2,station2->station3,station3->station1;其中,物理站点1->物理站点2表示从物理站点1到物理站点2之间的基线,物理站点2->物理站点3表示从物理站点2到物理站点3之间的基线,物理站点3->物理站点1表示从物理站点3到物理站点1之间的基线。
S506,解算基线。
具体地,以物理站点1为基准站,解算基线物理站点1->物理站点2;以物理站点2为基准站,解算基线物理站点2->物理站点3;以物理站点3为基准站,解算基线物理站点3->物理站点1;即:以station1为基准站,解算基线station1->station2,以station2为基准站,解算基线station2->station3,以station3为基准站,解算基线station3->station1。
S507,通过数据质量监测单元,进行网络RTK差分改正数的质量监测。
具体地,进行网络RTK差分改正数的质量监测包括S508和S509。
S508,检验三角网闭合基线的双差模糊度闭合差。
具体地,三角网闭合基线的双差模糊度闭合差可以为基线双差模糊度参数。
S509,当双差模糊度闭合差检验通过,由基线解算信息计算网络RTK差分改正数和第一协方差矩阵;当双差模糊度闭合差检验未通过,则不进行由基线解算信息计算网络RTK差分改正数和第一协方差矩阵。
具体地,第一协方差矩阵可以为网络RTK差分改正数对应的协方差矩阵,即实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵。
S510,通过数据质量监测单元,进行卫星可用性监测。
具体地,进行卫星可用性监测包括S511、S512和S513。
S511,根据RTK差分改正数的第一协方差矩阵,监测网络RTK差分改正数的质量。
S512,根据RTK差分改正数,计算三角网重心位置的误差改正数和第二协方差矩阵,以此监测三角网重心位置的误差改正数的质量。
具体地,第二协方差矩阵为三角网重心位置的误差改正数对应的协方差矩阵,即三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵
S513,监测卫星导航星历的可用性,卫星导航星历的可用性包括IODE、IODC、Toe、Toc、Ttr/Tof、卫星健康状态等信息。
步骤A2,基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差模糊度参数,以及基线双差残差;
基线双差电离层延迟包括由伪距观测量获取到的双差电离层向量,以及由载波相位观测量获取到的到双差电离层向量;基线双差对流层延迟包括由伪距观测量获取到的双差对流层向量,以及由载波相位观测量获取到的双差对流层向量;基线双差残差包括伪距双差残差向量,以及载波相位双差残差向量。
具体地,实时动态定位解算可以为三角网RTK解算,即三角网基线解算。例如,以station1为主参考站,则构建基线:station1->station2,station1->station3;以卫星j为参考卫星,假设基准站station1、station2和station3的共视卫星有m颗,其中,m为正整数,则由三角网RTK解算,得到基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差模糊度参数,以及基线双差残差。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括步骤B1-B3:
步骤B1,当基线双差模糊度参数符合预设检验条件,则根据基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差残差、预设的权重矩阵,以及任意三个监测站点中各监测站点的地心地固坐标,确定三角网的实时动态定位差分改正数,以及实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵。
具体地,实时动态定位差分改正数可以为网络RTK差分改正数,实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵可以为网络RTK差分改正数的协方差矩阵。
步骤B2,根据实时动态定位差分改正数,确定三角网的重心位置的误差改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵。
具体地,三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵可以为三角网的重心位置的误差改正数的协方差矩阵。
步骤B3,将实时动态定位差分改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数,确定为待评估系统的相关定位误差;
实时动态定位差分改正数包括双差电离层延迟关于位置的梯度值、双差电离层延迟关于位置的二阶影响参数、双差对流层延迟关于位置的梯度值、双差对流层延迟关于位置的二阶影响参数中的至少一项。
在一个实施例中,以station1为主参考站,则构建基线:station1-> station2,station1->station3;以卫星j为参考卫星,假设基准站station1(s1)、station2(s2)和station3(s3)的共视卫星有m颗,其中,m为正整数,则由三角网RTK解算,得到的基线双差电离层延迟如公式(1)所示:
基线双差对流层延迟如公式(2)所示:
基线双差模糊度参数如公式(3)所示:
基线双差残差如公式(4)所示:
其中,在公式(1)、公式(2)、公式(3)和公式(4)中,为伪距双差残差向量,为载波相位双差残差向量,为由伪距观测量获取到的双差电离层向量,为由伪距观测量获取到的双差对流层向量,为由载波相位观测量获取的到双差电离层向量,为由载波相位观测量获取到的双差对流层向量。计算三角网网络RTK差分改正数,如公式(5)-公式(9)所示:
其中,在公式(5)-公式(9)中,主参考站由ECEF坐标系转换至站心坐标系的转换矩阵为S,为双差电离层延迟关于位置的梯度值,和为双差电离层延迟关于位置的二阶影响参数,为主参考站ECEF坐标,为基准站ECEF坐标;设置如下权重矩阵,如公式(10)-公式(12)所示:
三角网的重心位置的误差改正数的协方差矩阵如公式(18)和公式(19)所示:
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点,包括步骤C1-C2:
步骤C1,基于多个监测站点中的第一监测站点以及预设的多维树算法,确定多个监测站点中的第二监测站点;其中,第二监测站点为多个监测站点中与第一监测站点距离最近的物理站点。
在一个实施例中,基于KD-Tree算法构建虚拟站点的基线,即以虚拟站点为流动站,与该虚拟站点距离最近的物理站点作为基准站,并进行实时动态定位解算,监测虚拟站点的坐标变化;其中,KD-Tree算法可以为预设的多维树算法,实时动态定位解算可以为RTK解算,即基线解算。例如,如图6所示,虚拟站点virtual-station(第一监测站点)利用KD-Tree算法快速查找距离虚拟站点virtual-station最近的物理站点physics-station1(第二监测站点)。
步骤C2,基于第一监测站点和第二监测站点之间的基线,以及第一监测站点和第二监测站点对卫星集合的观测数据,进行实时动态定位解算,确定第一监测站点的估计坐标值。
举例说明,如图6所示,虚拟站点virtual-station(第一监测站点)利用KD-Tree算法快速查找距离虚拟站点virtual-station最近的物理站点1(physics-station1),即第二监测站点,以physics-station1为基准站和以virtual-station为流动站组成基线进行RTK解算,得到估计的虚拟站点virtual-station的坐标,即第一监测站点的估计坐标值。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括:
根据第一监测站点的估计坐标值和预设的第一监测站点的实际坐标值,确定第一监测站点的坐标误差值,并将坐标误差值确定为待评估系统的相关定位误差。
具体地,例如图6所示,将估计的虚拟站点virtual-station坐标与虚拟站点的已知真实坐标之间进行求差,得到估计的虚拟站点virtual-station坐标与虚拟站点的已知真实坐标之间的差值,该差值为第一监测站点的坐标误差值。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点,包括:
基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线;
基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差模糊度参数。
在一个实施例中,基于Delaunay三角化构建虚拟站点三角网,每个三角网形成一个服务质量监测单元,服务质量监测单元包括卫星观测数据处理(载波相位周跳探测、信号质量监测和数据质量监测)、三角网基线解算和检验、数据龄期监测等。例如,如图7所示的数据处理包括如下步骤:
S701,基于Delaunay三角化,构建虚拟站点三角网,并将三角网确定为服务质量监测单元。
具体地,Delaunay三角化可以为预设的三角化算法。多个监测站点中任意三个监测站点分别是虚拟站点1、虚拟站点2和虚拟站点3,虚拟站点1、虚拟站点2和虚拟站点3可以分别用station1、station2、station3表示。基于虚拟站点1、虚拟站点2和虚拟站点3之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,该三角网为服务质量监测单元。
S702,通过服务质量监测单元,进行卫星观测数据处理。
具体地,卫星观测数据处理包括载波相位周跳探测、信号质量监测和数据质量监测。
S703,通过数据质量监测单元,进行三角网基线解算和检验。
具体地,进行三角网基线解算和检验包括S703、S704和S705。
S704,构建三角网闭合基线。
具体地,构建的三角网闭合基线包括:虚拟站点1->虚拟站点2,虚拟站点2->虚拟站点3,虚拟站点3->虚拟站点1;即构建的三角网闭合基线包括:station1->station2,station2->station3,station3->station1;其中,虚拟站点1->虚拟站点2表示从虚拟站点1到虚拟站点2之间的基线,虚拟站点2->虚拟站点3表示从虚拟站点2到虚拟站点3之间的基线,虚拟站点3->虚拟站点1表示从虚拟站点3到虚拟站点1之间的基线。
S705,解算基线。
具体地,以虚拟站点1为基准站,解算基线虚拟站点1->虚拟站点2;以虚拟站点2为基准站,解算基线虚拟站点2->虚拟站点3;以虚拟站点3为基准站,解算基线虚拟站点3->虚拟站点1;即:以station1为基准站,解算基线station1->station2,以station2为基准站,解算基线station2->station3,以station3为基准站,解算基线station3->station1。
S706,检验三角网闭合基线的双差模糊度闭合差。
具体地,三角网闭合基线的双差模糊度闭合差可以为基线双差模糊度参数。
S707,通过数据质量监测单元,进行数据龄期监测。
具体地,进行数据龄期监测包括S708。
S708,比较虚拟站点1、虚拟站点2和虚拟站点3之间虚拟观测数据到达时间的差异。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据、卫星集合中的第一卫星和各第二卫星之间的基线,以及第一卫星与多个监测站点中的第三监测站点的距离,进行实时动态定位解算,确定各第二卫星的估计地心地固坐标;
其中,第一卫星为卫星集合中高度角最大且运行状态正常的卫星,各第二卫星为卫星集合中除第一卫星之外的卫星,第三监测站点为多个监测站点中与第一卫星距离最近的监测站点。
在一个实施例中,基于精确坐标已知的地面基准站网和载波相位差分定位技术RTK,监测卫星的导航星历误差。例如,如图8所示,假设地面基准站b1、b2、b3、……、bn观测到卫星c1、c2、……、cm,则选择卫星高度角最大且卫星运行状态正常的卫星cr(第一卫星)作为参考卫星,其余卫星(各第二卫星)与参考卫星cr组成基线进行RTK解算,得到卫星位置(第二卫星的估计地心地固坐标);其中,cr和c1之间的基线可以用cr->c1来表示。
在一个实施例中,基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,包括:
基于各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定各第二卫星的导航星历误差,并将各第二卫星的导航星历误差确定为待评估系统的相关定位误差。
其中,在公式(20)-公式(24)式中,x为RTK差分方程的估计状态参数,为载波波长,表示基准站与卫星的几何距离,为基准站与卫星的单位观测向量,为卫星的ECEF坐标(第二卫星的实际地心地固坐标),参数为整数模糊度,采用MLAMBDA方法进行模糊度固定;参数为双差电离层延迟;参数为双差对流层延迟,可通过经验模型计算得到;表示伪距残差,表示载波残差。对公式(24)进行卡尔曼滤波解算或者最小二乘估计,可以得到卫星的ECEF坐标(第二卫星的估计地心地固坐标),将其(各第二卫星的估计地心地固坐标)与导航星历(预设的导航星历)计算得到ECEF坐标(第二卫星的实际地心地固坐标)进行比较(求差计算)可得卫星的导航星历误差(第二卫星的导航星历误差);以此类推,对卫星同样做上述处理,即可得到卫星的导航星历误差(各第二卫星的导航星历误差)。
在一个实施例中,基于各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定各第二卫星的导航星历误差,包括:
根据预设的导航星历,确定各第二卫星的实际地心地固坐标;
将各第二卫星的估计地心地固坐标和各第二卫星的实际地心地固坐标进行求差计算,得到各第二卫星的导航星历误差。
在一个实施例中,当各第二卫星的导航星历误差大于预设误差阈值,则确定各第二卫星处于运行异常状态。
举例说明,如图8所示,假设地面基准站b1、b2、b3、……、bn观测到卫星c1、c2、……、cm,则选择卫星高度角最大且卫星运行状态正常的卫星cr(第一卫星)作为参考卫星,其余卫星(各第二卫星)与参考卫星cr组成基线进行RTK解算,得到各第二卫星的估计地心地固坐标;其中,cr和c1之间的基线可以用cr->c1来表示。将RTK解算得到的第二卫星的估计地心地固坐标与预设的导航星历计算得到的第二卫星的实际地心地固坐标之间进行比较,以此监测卫星的导航星历误差,当第二卫星的估计地心地固坐标和第二卫星的实际地心地固坐标之间的差值大于预设误差阈值,则确定该第二卫星处于异常状态。
应用本申请实施例,至少具有如下有益效果:
实时监测基准站和虚拟站的观测数据质量、卫星的导航星历可用性、区域电离层延迟、区域对流层延迟、网络RTK差分改正数等信息,能够有效提高CORS系统的可靠性和可用性,保证用户使用高精度定位服务的安全性和稳定性。
为了更好的理解本申请实施例所提供的方法,下面结合具体应用场景的示例对本申请实施例的方案进行进一步说明。
本申请实施例所提供的方法可以应用在CORS系统,例如,CORS系统监测数据如图9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j和9k所示。如图9a所示的卫星天空图:显示物理站点或虚拟站点观测到的卫星空间几何分布信息。如图9b所示的物理站点或虚拟站点坐标差异图:利用物理站点或者虚拟站点对卫星的观测值解算得到的坐标与站点(物理站点或者虚拟站点)的真实坐标对比,监测卫星的观测值和站点(物理站点或者虚拟站点)的坐标变化。如图9c所示的物理站点或虚拟站点详细信息:站点坐标、源数据IP、监测用户名、地址位置、数据格式、接收机类型、站点类型(物理站点或虚拟站点)、采样频率、观测延迟、有效星历等。如图9d所示的卫星信噪比:北斗、GPS、QZS、GLONASS和伽利略卫星系统的卫星信噪比信息。如图9e所示的可见卫星数:当前时刻物理站点或虚拟站点可见卫星数。如图9f所示的DPOS值:卫星几何空间分布值。如图9g所示的卫星观测信息:显示物理站点或虚拟站点对卫星的观测信息,观测信息包括伪距、载波相位、多普勒、信噪比、卫星高度角/方位角等详细数据,以及监测站点卫星观测数据。如图9h所示的物理站点或虚拟站点坐标差异轨迹:用物理站点或者虚拟站点对卫星的观测值解算得到的坐标与站点(物理站点或虚拟站点)的真实坐标对比,监测卫星观测值和站点的坐标变化。如图9i所示的RTCM消息:监测消息类型和详细数据等。如图9j所示的卫星导航星历可用性:监测卫星导航星历的可用性包括IODE、IODC、Toe、Toc、Ttr/Tof、卫星健康状态等信息。如图9k所示,为物理站点或虚拟站点分布情况监测。
参见图10,图10示出了本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图,其中,该方法可以由任一电子设备执行,如可以是服务器,作为一可选实施方式,该方法可以由服务器执行,为了描述方便,在下文的一些可选实施例的描述中,将以服务器作为该方法执行主体为例进行说明。如图10所示,本申请实施例提供的数据处理方法包括如下步骤:
S901,基于事件驱动异步I/O模型连接物理站点和虚拟站点,获取物理站点和虚拟站点对卫星的观测数据。
S902,基于Delaunay三角化构建物理站点三角网,将每个三角网确定为一个数据质量监测单元。
S903,基于数据质量监测单元,进行卫星观测数据处理、多路径效应探测、三角网基线解算、网络RTK差分改正数的质量监测、卫星的导航星历可用性监测、大气延迟监测等。
S904,基于KD-Tree算法,构建虚拟站点的基线,并进行RTK解算,监测虚拟站点的坐标变化。
S905,基于Delaunay三角化构建虚拟站点三角网,将每个三角网确定为一个服务质量监测单元。
S906,基于服务质量监测单元,进行卫星观测数据处理、三角网基线解算和检验、数据龄期监测等。
S907,基于精确坐标已知的地面基准站网和载波相位差分定位技术RTK,监测卫星的导航星历误差。
S908,输出实时监测信息和相关数据。
应用本申请实施例,至少具有如下有益效果:
实时监测基准站和虚拟站的观测数据质量、卫星的导航星历可用性、网络RTK差分改正数等信息,能够有效提高CORS系统的可靠性和可用性,保证用户使用高精度定位服务的安全性和稳定性。
本申请实施例还提供了一种数据处理装置,该数据处理装置的结构示意图如图11所示,数据处理装置60,包括第一处理模块601、第二处理模块602和第三处理模块603。
第一处理模块601,用于获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;
第二处理模块602,用于基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;
第三处理模块603,用于基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估。
在一个实施例中,第一处理模块601,具体用于:
响应于检测到多个监测站点中各监测站点存在数据到达事件,获取各监测站点对卫星集合的观测数据,各监测站点的类型为物理站点或虚拟站点。
在一个实施例中,第二处理模块602,具体用于执行以下至少一项:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点;
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点。
在一个实施例中,第二处理模块602,具体用于:
基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,任意三个监测站点的类型都为物理站点,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线;
基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差模糊度参数,以及基线双差残差;
基线双差电离层延迟包括由伪距观测量获取到的双差电离层向量,以及由载波相位观测量获取到的到双差电离层向量;基线双差对流层延迟包括由伪距观测量获取到的双差对流层向量,以及由载波相位观测量获取到的双差对流层向量;基线双差残差包括伪距双差残差向量,以及载波相位双差残差向量。
在一个实施例中,第三处理模块603,具体用于:
当基线双差模糊度参数符合预设检验条件,则根据基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差残差、预设的权重矩阵,以及任意三个监测站点中各监测站点的地心地固坐标,确定三角网的实时动态定位差分改正数,以及实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵;
根据实时动态定位差分改正数,确定三角网的重心位置的误差改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵;
将实时动态定位差分改正数,以及三角网的重心位置的误差改正数,确定为待评估系统的相关定位误差;
实时动态定位差分改正数包括双差电离层延迟关于位置的梯度值、双差电离层延迟关于位置的二阶影响参数、双差对流层延迟关于位置的梯度值、双差对流层延迟关于位置的二阶影响参数中的至少一项。
在一个实施例中,第二处理模块602,具体用于:
基于多个监测站点中的第一监测站点以及预设的多维树算法,确定多个监测站点中的第二监测站点;其中,第一监测站点的类型为虚拟站点,第二监测站点的类型为物理站点,第二监测站点为多个监测站点中与第一监测站点距离最近的物理站点;
基于第一监测站点和第二监测站点之间的基线,以及第一监测站点和第二监测站点对卫星集合的观测数据,进行实时动态定位解算,确定第一监测站点的估计坐标值。
在一个实施例中,第三处理模块603,具体用于:
根据第一监测站点的估计坐标值和预设的第一监测站点的实际坐标值,确定第一监测站点的坐标误差值,并将坐标误差值确定为待评估系统的相关定位误差。
在一个实施例中,基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括:
基于多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,任意三个监测站点的类型都为虚拟站点,三角网包括任意三个监测站点和任意三个监测站点之间的基线;
基于任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差模糊度参数。
在一个实施例中,第二处理模块602,具体用于:
基于多个监测站点对卫星集合的观测数据、卫星集合中的第一卫星和各第二卫星之间的基线,以及第一卫星与多个监测站点中的第三监测站点的距离,进行实时动态定位解算,确定各第二卫星的估计地心地固坐标;
其中,第一卫星为卫星集合中高度角最大且运行状态正常的卫星,各第二卫星为卫星集合中除第一卫星之外的卫星,第三监测站点为多个监测站点中与第一卫星距离最近的监测站点。
在一个实施例中,第三处理模块603,具体用于:
基于各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定各第二卫星的导航星历误差,并将各第二卫星的导航星历误差确定为待评估系统的相关定位误差。
在一个实施例中,第三处理模块603,具体用于:
根据预设的导航星历,确定各第二卫星的实际地心地固坐标;
将各第二卫星的估计地心地固坐标和各第二卫星的实际地心地固坐标进行求差计算,得到各第二卫星的导航星历误差。
在一个实施例中,当各第二卫星的导航星历误差大于预设误差阈值,则确定各第二卫星处于运行异常状态。
应用本申请实施例,至少具有如下有益效果:
获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,通过实时获取观测数据,可以实时确定目标数据,从而可以实现实时的监测分析待评估系统(例如CORS系统)的数据,能够很好地反映待评估系统的数据;基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估;如此,确定待评估系统的相关定位误差,能够很好地反映待评估系统的服务质量,有助于提升待评估系统的可靠性和可用性,从而使用户获得更准确可靠地的定位结果。
本申请实施例还提供了一种电子设备,该电子设备的结构示意图如图12所示,图12所示的电子设备4000包括:处理器4001和存储器4003。其中,处理器4001和存储器4003相连,如通过总线4002相连。可选地,电子设备4000还可以包括收发器4004,收发器4004可以用于该电子设备与其他电子设备之间的数据交互,如数据的发送和/或数据的接收等。需要说明的是,实际应用中收发器4004不限于一个,该电子设备4000的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器4001可以是CPU(Central Processing Unit,中央处理器),通用处理器,DSP(Digital Signal Processor,数据信号处理器),ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器4001也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等。
总线4002可包括一通路,在上述组件之间传送信息。总线4002可以是PCI(Peripheral Component Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线等。总线4002可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图12中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器4003可以是ROM(Read Only Memory,只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质、其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储计算机程序并能够由计算机读取的任何其他介质,在此不做限定。
存储器4003用于存储执行本申请实施例的计算机程序,并由处理器4001来控制执行。处理器4001用于执行存储器4003中存储的计算机程序,以实现前述方法实施例所示的步骤。
其中,电子设备包括但不限于:服务器等。
应用本申请实施例,至少具有如下有益效果:
获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;基于多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及多个监测站点之间的基线或卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,通过实时获取观测数据,可以实时确定目标数据,从而可以实现实时的监测分析待评估系统(例如CORS系统)的数据,能够很好地反映待评估系统的数据;基于目标数据,确定待评估系统的相关定位误差,相关定位误差用于对待评估系统的定位质量进行评估;如此,确定待评估系统的相关定位误差,能够很好地反映待评估系统的服务质量,有助于提升待评估系统的可靠性和可用性,从而使用户获得更准确可靠地的定位结果。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,该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执行时可实现前述方法实施例的步骤及相应内容。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,计算机程序被处理器执行时可实现前述方法实施例的步骤及相应内容。
基于与本申请实施例提供的方法相同的原理,本申请实施例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本申请任一可选实施例中提供的方法。
应该理解的是,虽然本申请实施例的流程图中通过箭头指示各个操作步骤,但是这些步骤的实施顺序并不受限于箭头所指示的顺序。除非本文中有明确的说明,否则在本申请实施例的一些实施场景中,各流程图中的实施步骤可以按照需求以其他的顺序执行。此外,各流程图中的部分或全部步骤基于实际的实施场景,可以包括多个子步骤或者多个阶段。这些子步骤或者阶段中的部分或全部可以在同一时刻被执行,这些子步骤或者阶段中的每个子步骤或者阶段也可以分别在不同的时刻被执行。在执行时刻不同的场景下,这些子步骤或者阶段的执行顺序可以根据需求灵活配置,本申请实施例对此不限制。
以上所述仅是本申请部分实施场景的可选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请的方案技术构思的前提下,采用基于本申请技术思想的其他类似实施手段,同样属于本申请实施例的保护范畴。
Claims (16)
1.一种数据处理方法,其特征在于,包括:
获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;
基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点之间的基线或所述卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;
基于所述目标数据,确定所述待评估系统的相关定位误差,所述相关定位误差用于对所述待评估系统的定位质量进行评估。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据,包括:
响应于检测到所述多个监测站点中各监测站点存在数据到达事件,获取所述各监测站点对卫星集合的观测数据,所述各监测站点的类型为物理站点或虚拟站点。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括以下至少一项:
基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述任意三个监测站点的类型都为物理站点;
基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述第一监测站点的类型为虚拟站点,所述第二监测站点的类型为物理站点;
基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述任意三个监测站点的类型都为虚拟站点。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述任意三个监测站点的类型都为物理站点,包括:
基于所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,所述三角网包括所述任意三个监测站点和所述任意三个监测站点之间的基线;
基于所述任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差电离层延迟、基线双差对流层延迟、基线双差模糊度参数,以及基线双差残差;
所述基线双差电离层延迟包括由伪距观测量获取到的双差电离层向量,以及由载波相位观测量获取到的到双差电离层向量;所述基线双差对流层延迟包括由伪距观测量获取到的双差对流层向量,以及由载波相位观测量获取到的双差对流层向量;所述基线双差残差包括伪距双差残差向量,以及载波相位双差残差向量。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标数据,确定所述待评估系统的相关定位误差,包括:
当所述基线双差模糊度参数符合预设检验条件,则根据所述基线双差电离层延迟、所述基线双差对流层延迟、所述基线双差残差、预设的权重矩阵,以及所述任意三个监测站点中各监测站点的地心地固坐标,确定所述三角网的实时动态定位差分改正数,以及所述实时动态定位差分改正数对应的第一协方差矩阵;
根据所述实时动态定位差分改正数,确定所述三角网的重心位置的误差改正数,以及所述三角网的重心位置的误差改正数对应的第二协方差矩阵;
将所述实时动态定位差分改正数,以及所述三角网的重心位置的误差改正数,确定为所述待评估系统的相关定位误差;
所述实时动态定位差分改正数包括双差电离层延迟关于位置的梯度值、双差电离层延迟关于位置的二阶影响参数、双差对流层延迟关于位置的梯度值、双差对流层延迟关于位置的二阶影响参数中的至少一项。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中第一监测站点和第二监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述第一监测站点的类型为虚拟站点,所述第二监测站点的类型为物理站点,包括:
基于所述多个监测站点中的第一监测站点以及预设的多维树算法,确定所述多个监测站点中的第二监测站点;其中,所述第二监测站点为所述多个监测站点中与所述第一监测站点距离最近的物理站点;
基于所述第一监测站点和所述第二监测站点之间的基线,以及所述第一监测站点和所述第二监测站点对卫星集合的观测数据,进行实时动态定位解算,确定所述第一监测站点的估计坐标值。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标数据,确定所述待评估系统的相关定位误差,包括:
根据所述第一监测站点的估计坐标值和预设的第一监测站点的实际坐标值,确定所述第一监测站点的坐标误差值,并将所述坐标误差值确定为所述待评估系统的相关定位误差。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,所述任意三个监测站点的类型都为虚拟站点,包括:
基于所述多个监测站点中任意三个监测站点之间的基线,以及预设的三角化算法,构建成三角网,所述三角网包括所述任意三个监测站点和所述任意三个监测站点之间的基线;
基于所述任意三个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述三角网,进行实时动态定位解算,确定基线双差模糊度参数。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据,包括:
基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据、所述卫星集合中的第一卫星和各第二卫星之间的基线,以及所述第一卫星与所述多个监测站点中的第三监测站点的距离,进行实时动态定位解算,确定所述各第二卫星的估计地心地固坐标;
其中,所述第一卫星为所述卫星集合中高度角最大且运行状态正常的卫星,所述各第二卫星为所述卫星集合中除所述第一卫星之外的卫星,所述第三监测站点为所述多个监测站点中与所述第一卫星距离最近的监测站点。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述基于所述目标数据,确定所述待评估系统的相关定位误差,包括:
基于所述各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定所述各第二卫星的导航星历误差,并将所述各第二卫星的导航星历误差确定为所述待评估系统的相关定位误差。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述基于所述各第二卫星的估计地心地固坐标和预设的导航星历,确定所述各第二卫星的导航星历误差,包括:
根据所述预设的导航星历,确定所述各第二卫星的实际地心地固坐标;
将所述各第二卫星的估计地心地固坐标和所述各第二卫星的实际地心地固坐标进行求差计算,得到所述各第二卫星的导航星历误差。
12.根据权利要求10或11所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述各第二卫星的导航星历误差大于预设误差阈值,则确定所述各第二卫星处于运行异常状态。
13.一种数据处理装置,其特征在于,包括:
第一处理模块,用于获取待评估系统中多个监测站点对卫星集合的观测数据;
第二处理模块,用于基于所述多个监测站点对卫星集合的观测数据,以及所述多个监测站点之间的基线或所述卫星集合中各卫星之间的基线,进行实时动态定位解算,确定目标数据;
第三处理模块,用于基于所述目标数据,确定所述待评估系统的相关定位误差,所述相关定位误差用于对所述待评估系统的定位质量进行评估。
14.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-12任一项所述方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-12任一项所述方法的步骤。
16.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-12中任一项所述方法的步骤。
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