CN114002712B - 基于数据自适应选择的gnss实时卫星钟差确定系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统和方法，所述系统包括数据下载子系统、数据处理子系统、实时钟差解算子系统和实时钟差播发子系统，其中，数据下载子系统用于根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据；数据处理子系统用于根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据；实时钟差解算子系统用于利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；实时钟差播发子系统用于根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。该卫星钟差确定系统通过多种观测数据自适应选择，且进行多次数据处理，可提高钟差精度和系统可靠性。

Description

基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统及方法

技术领域

本发明属于GNSS精密数据处理技术领域，具体涉及一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统及方法。

背景技术

随着GNSS(全球导航卫星系统)的快速发展，基于广域(全球)跟踪站网络的精密实时应用已拓展到导航和地学研究领域的多个方面。因此，导航卫星的实时精密定轨与钟差确定技术作为GNSS精密实时服务的核心技术，已成为最热门的前沿性研究课题之一。

目前常用的实时产品包括广播星历中的钟差参数、超快产品的预报部分(IGU-P)、IGS实时服务(IGS RTS)提供的实时钟差改正数等。GPS和GLONASS系统的广播星历钟差精度分别为2.5ns和7ns，BDS和Galileo系统的广播星历精度也均大于1ns，IGU-P提供的GPS预报钟差精度为1.5ns，均无法满足高精度实时应用的需求。

IGS RTS产品从2013年4月1日开始正式发布，旨在提供广播星历的实时改正数，播发格式为RTCM-SSR(RTCM State Space Representation，RTCM状态空间表示)，鉴于实时数据流的播发格式，必须用专用的软件接收。IGS RTS产品虽然可以提供高精度的轨道和钟差改正信息，但目前实时改正数据流的获取对数据源及网络质量的依赖性很大，导致实时服务可靠性受到网络质量的制约。与此同时，IGS不保证IGS RTS产品的可用性和精度等。Hadas T.等指出，IGS RTS产品中GPS和GLONASS改正数的精度分别为0.28ns和0.8ns，当卫星在地影期间，产品精度会有所下降，且在极端情况下，数据中断可能达8个小时。Lv Y.等指出，IGS RTS提供的实时钟差参数，在理想状态下，依然有约10％的历元丢失。以上问题均为基于IGS RTS产品开展实时应用带来困难。而对于BDS和Galileo系统，目前鲜有机构提供可靠的实时卫星钟差产品。

近年来，国际上很多研究机构都开展了实时产品的重点研究。与此同时，我国相关学者及研究机构在实时钟差确定方面也取得一定的进展。例如武汉大学楼益栋、蔡华等利用历元间差分法，武汉大学李星星、中南大学李黎等利用非差法，武汉大学张小红等利用非差和历元间差分混合法，均实现了精度约为0.3ns的GPS卫星实时钟差确定。中国科学院测量与地球物理研究所丁文武在研究常用的几种实时钟差解算方法的基础上，又阐述了全球网/区域网，卫星轨道、对流层参数更新频率的不同选择对钟差精度的影响。

但目前常用的非差法、历元间差分法及混合法，一方面均依赖于实时观测数据流的逐历元解算，而实时观测数据流高度依赖于网络，常常会发生数据中断或缺失，导致产品中断；另一方面，这三种方法均采用滤波形式的参数估计方法，需要较长的收敛时间(1-2h)，且一旦发生数据中断，需要重新收敛。这两方面会在一定程度上导致产品的完整性、可靠性较低，制约实时产品应用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统及方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统，包括数据下载子系统、数据处理子系统、实时钟差解算子系统和实时钟差播发子系统，其中，

所述数据下载子系统用于根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种；

所述数据处理子系统用于根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和数据处理，获得处理后的观测数据；

所述实时钟差解算子系统用于利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；

所述实时钟差播发子系统用于根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。

在本发明的一个实施例中，所述数据下载子系统包括数据自适应选择模块、数据下载模块和第一数据预处理模块，其中，

所述数据自适应选择模块用于根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据；

所述数据下载模块用于根据确定的所述待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据；

所述第一数据预处理模块用于对所述第一观测数据进行粗差探测修复和周跳探测修复，形成各测站的第二观测数据。

在本发明的一个实施例中，所述第一数据预处理模块具体用于：

当所述第一观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种或多种时，将每个测站的第一观测数据中的小时观测文件和15分钟观测文件进行粗差探测和周跳探测，剔除超出预设的第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并利用内插法补齐，随后根据粗差探测和周跳探测结果，针对每一测站选定最终可用观测数据，作为第二观测数据；

当所述第一观测数据为实时观测数据流，将所述实时观测数据流作为第二观测数据。

在本发明的一个实施例中，所述数据处理子系统包括数据合并模块和第二数据预处理模块，其中，

所述数据合并模块用于根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据；

所述第二数据预处理模块用于在所述第三观测数据为文件格式时对所述第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测及钟跳探测，剔除超出预设的第二粗差门限值和第二周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第四观测数据，在所述第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

在本发明的一个实施例中，所述实时钟差解算子系统包括钟差解算模块和钟差预报模块，其中，

所述钟差解算模块用于在所述第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在所述第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差；

所述钟差预报模块用于根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形式的实时第三钟差。

在本发明的一个实施例中，所述实时钟差播发子系统包括实时流播发模块和文件播发模块，其中，

所述实时流播发模块用于对实时流格式的卫星钟差进行播发；

所述文件播发模块用于对文件形式的卫星钟差进行播发。

本发明的另一方面提供了一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，包括：

根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种；

根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据；

利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；

根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。

在本发明的一个实施例中，根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，包括：

根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据；

根据确定的所述待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据；

对所述第一观测数据进行粗差探测和周跳探测，剔除超出第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第二观测数据。

在本发明的一个实施例中，根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据，包括：

根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据；

在所述第三观测数据为文件格式时对所述第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以及钟跳探测，剔除超出预设的第二粗差门限值和第二周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第四观测数据，在所述第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

在本发明的一个实施例中，利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计，包括：

在所述第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在所述第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差；

根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形式且实时的第三钟差。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统可生成高精度的GNSS实时卫星钟差；可自适应选择多种观测数据，常规情况下不会出现数据中断情况，提高了产品可用性和可靠性；并且，用文件形式观测数据替代实时观测数据流，削弱了对网络的依赖，可用于网络条件不允许的场景，增加了卫星钟差确定系统可用性和可靠性；最后，生成的卫星钟差无需专用软件接收，可适用于用户更新周期、播发格式等的不同需求，应用灵活，降低了卫星钟差用户系统的复杂度。

2、本发明的GNSS实时卫星钟差确定系统和方法，对观测数据进行多次粗差探测修复和周跳探测修复等处理，保证了数据质量，提高了钟差产品精度。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统的模块示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统的详细结构图；

图3是本发明实施例提供的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法的流程图；

图4是当所需钟差产品更新周期小于等于15分钟时，本发明实施例的GNSS实时卫星钟差确定方法的流程图；

图5是当所需钟差产品更新周期大于15分钟时，本发明实施例的GNSS实时卫星钟差确定方法的流程图。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本发明提出的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统及方法进行详细说明。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。

应当说明的是，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。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物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例一

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统的结构框图。该GNSS实时卫星钟差确定系统包括数据下载子系统1、数据处理子系统2、实时钟差解算子系统3和实时钟差播发子系统4，其中，数据下载子系统1用于根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据；数据处理子系统2用于根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据；实时钟差解算子系统3用于利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；实时钟差播发子系统4用于根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。根据数据更新频率不同，目前大多数GNSS测站提供天文件、小时观测文件、15分钟观测文件以及实时观测数据流。因此，本实施例的所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种。

进一步地，请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统的详细结构图。本实施例的数据下载子系统1包括数据自适应选择模块11、数据下载模块12和第一数据预处理模块13。

数据自适应选择模块11用于根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据。具体地，数据自适应选择模块11用于：①根据用户所需的实时钟差产品更新频率，选择合适的更新周期的观测数据，例如：如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于24h，则可以选择天文件、小时观测数据、15分钟观测数据；如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于1h而小于24h，则可以选择小时观测数据、15分钟观测数据；如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于15min而小于1小时，则可选15分钟观测数据；如果用户所需的实时钟差产品更新周期小于15min，则选择实时观测数据流。②根据预先设定的丢包率门限值，确定可下载观测数据。最后确定的可下载观测数据为①②的交集，即同时满足用户所需的实时钟差产品更新周期和丢包率数据集合。

数据下载模块12用于根据确定的待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据。具体地，数据下载模块12根据满足要求的可下载观测数据，从各网站例如IGS(International GNSS Service，国际GNSS服务)、iGMAS(international GNSSMonitoring and Assessment Service，国际GNSS监测评估系统)等下载相应测站的观测数据，此时，各测站观测数据称之为第一观测数据。第一观测数据可以为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种或多种，或实时观测数据流。

第一数据预处理模块13用于对第一观测数据进行粗差探测修复和周跳探测修复，形成各测站的第二观测数据。具体地，当第一观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种或多种时，将每个测站的第一观测数据中的小时观测文件和15分钟观测文件进行粗差探测和周跳探测，剔除超出预先设定的第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并进行修复，根据粗差探测和周跳探测结果，针对每一测站选定数据质量最优的一种类型的观测数据作为最终可用观测数据，形成第二观测数据；当第一观测数据为实时观测数据流，则不进行操作，将该实时观测数据流作为第二观测数据。

继续参见图2，本实施例的数据处理子系统2包括数据合并模块21和第二数据预处理模块22。数据合并模块21用于根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据。具体地，当所述第二观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种时，将各测站的第二观测数据，根据设定的观测数据处理弧段时长进行合并，形成相应弧段时长的观测数据，称之为第三观测数据。

例如，当设定的观测数据处理弧段时长为2天，即需要连续2天的观测数据才能进行后续数据分析，则对于天文件，将连续两天观测到的数据进行合并，获得时长为2天的观测文件，对于小时观测文件，将连续48小时观测到的数据进行合并，获得时长为2天的观测文件，等等。

需要说明的是，由于参与钟差计算的不止一个测站，可能会出现各测站最终选定的可用观测数据类型不同的情况，例如，有的测站选定的是小时观测文件，有的测站选定的是15分钟观测文件。针对上述情况，在进行数据合并时，按照各测站各自合并的原则合并。当所述第二观测数据是实时数据流，且实时钟差更新周期大于等于预设的更新周期门限(例如，5min)且小于15min时，可对所述实时数据流进行接收并存为文件形式，此时不再是数据流形式，随后进行数据合并操作，形成第三观测数据；也可不做合并操作，直接将所述实时数据流转换为第三观测数据。当第二观测数据是实时数据流，且实时钟差更新周期小于等于预设的更新周期门限时，对实时数据流形式的第二观测数据不做数据合并操作，直接转为第三观测数据。

第二数据预处理模块22用于在第三观测数据为文件格式时对第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以修复和钟跳探测及修复，形成各测站的第四观测数据，在第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

需要说明的是，由于各种原因，导致原始相位数据(钟差数据)序列中常会含有粗差，但由于相位数据数值较大，常常会使得异常数据点被淹没，这将不利于钟差预报研究的进行。因此，本实施例先将相位数据转化成频率数据，再利用中位数法进行粗差探测。对于剔除的粗差，一般做置零处理，但是如果数据距离零值较远时，置零会产生新的粗差，因此，对于剔除的粗差，本实施例采用内插的方法补齐。类似地，对于剔除的钟跳，本实施例也采用内插的方法补齐。

本实施例的实时钟差解算子系统3包括钟差解算模块31和钟差预报模块32。钟差解算模块31用于在第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差。

具体地，当所述第四观测数据为文件格式时，利用非差消电离层组合观测方程，结合最小二乘法或滤波方法，对卫星钟差进行事后估计，生成文件形式的事后钟差产品，获得第一钟差。当第四观测数据为实时流格式时，利用滤波方法对卫星钟差进行实时估计，获得第二钟差。需要说明的是，此处所使用的钟差计算过程均为现有方法，这里不再详细描述。

钟差预报模块32用于根据预设的钟差预报时长对第一钟差进行钟差预报，形成文件形式且实时的第三钟差，其中，预报时长根据用户所需实时钟差更新周期及运算速度等进行设置。

进一步地，实时钟差播发子系统4包括实时流播发模块41和文件播发模块42。实时流播发模块41用于对实时流格式的卫星钟差进行播发。具体地，当待播发内容为第二钟差时，可直接播发；当待播发内容为第三钟差时，利用实时播发软件，将其格式转为实时流后播发。

文件播发模块42用于对文件形式的卫星钟差进行播发。具体地，当待播发内容为第二钟差时，可按照用户所需更新周期，将实时流形式的第二钟差保存为文件形式，然后进行播发；当待播发内容为第三钟差时，可直接播发。

本实施例的GNSS实时卫星钟差确定系统可生成高精度的GNSS实时卫星钟差；可自适应选择多种观测数据，常规情况下不会出现数据中断情况，提高了产品可用性和可靠性；并且，用文件形式观测数据替代实时观测数据流，削弱了对网络的依赖，可用于网络条件不允许的场景，增加了卫星钟差确定系统可用性和可靠性；最后，生成的卫星钟差无需专用软件接收，可适用于用户更新周期、播发格式等的不同需求，应用灵活，降低了卫星钟差用户系统的复杂度。

实施例二

本实施例提供了一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，如图3所述，所述方法包括：

S1：根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，，所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种。

具体地，首先，根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据：①根据用户所需的实时钟差产品更新频率，选择合适的更新周期的观测数据，②根据预先设定的丢包率门限值，确定可下载观测数据。最后确定的可下载观测数据为①②的交集，即同时满足用户所需的实时钟差产品更新周期和丢包率数据集合。

随后，根据确定的待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据：根据满足要求的可下载观测数据，从各网站例如IGS、iGMAS等下载相应测站的观测数据，此时，各测站观测数据称之为第一观测数据。

接着，对所述第一观测数据进行粗差探测和周跳探测，剔除超出第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第二观测数据。具体地，当第一观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种或多种时，将每个测站的第一观测数据中的小时观测文件和15分钟观测文件进行粗差探测和周跳探测，剔除超出预先设定的第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并进行修复，根据粗差探测和周跳探测结果，针对每一测站选定数据质最优的一种类型的观测数据作为最终可用观测数据，形成第二观测数据；当第一观测数据为实时观测数据流，则不进行操作，将该实时观测数据流作为第二观测数据。

S2：根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据。

首先，根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个所述第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据。具体地，当所述第二观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种时，将各测站的第二观测数据，根据设定的观测数据处理弧段时长进行合并，形成相应弧段时长的观测数据，称之为第三观测数据。当所述第二观测数据是实时数据流，且实时钟差更新周期大于等于预设的更新周期门限(例如，5min)且小于15min时，可对所述实时数据流进行接收并存为文件形式，随后进行数据合并操作，形成第三观测数据；也可不做合并操作，直接将所述实时数据流转换为第三观测数据。当第二观测数据是实时数据流，且实时钟差更新周期小于等于预设的更新周期门限时，对实时数据流形式的第二观测数据不做数据合并操作，直接转为第三观测数据。

在所述第三观测数据为文件格式时对所述第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以及钟跳探测，剔除超出第二粗差门限值和第二周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第四观测数据，在所述第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

S3：利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；

具体地，在所述第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在所述第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差；根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形式且实时的第三钟差。

S4：根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。

具体地，对实时流格式的卫星钟差进行播发：当待播发内容为第二钟差时，可直接播发；当待播发内容为第三钟差时，利用实时播发软件，将其格式转为实时流后播发；对文件形式的卫星钟差进行播发：当待播发内容为第二钟差时，可按照用户所需更新周期，将实时流形式的第二钟差保存为文件形式，然后进行播发；当待播发内容为第三钟差时，可直接播发。

本发明的GNSS实时卫星钟差确定系统，对观测数据进行多次粗差探测修复和周跳探测修复等处理，保证了数据质量，提高了钟差产品精度。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实施例对于所需钟差产品更新周期大于15min的情况下，该GNSS实时卫星钟差确定方法的具体处理过程进行详细说明。

如图4所示，本实施例的GNSS实时卫星钟差确定方法包括：

步骤1：根据所需钟差产品更新周期小于等于15min的需求，选择并下载实时观测数据流作为第一观测数据；

步骤2：若所需钟差产品更新周期大于等于预设的更新周期门限且小于15min，则执行步骤3；若所需钟差产品更新周期小于等于预设的更新周期门限，则执行步骤7；

步骤3：将所述实时数据流进行接收并存为文件形式并根据设定的观测数据处理弧段时长进行数据合并，形成文件格式的第三观测数据；

步骤4：对文件形式的第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以修复和钟跳探测及修复，形成各测站的第四观测数据；

步骤5：根据所述第四观测数据对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差；

步骤6：根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形且的实时第三钟差；

步骤7：对实时数据流形式的第二观测数据不做数据合并操作，直接转为实时流格式的第四观测数据，利用所述对实时流格式的第四观测数据对卫星钟差进行实时估计，获得第二钟差；

步骤8：根据所需格式对所述第二钟差和所述第三钟差进行播发。

进一步地，本实施例的方法还包括：所需钟差产品更新周期大于等于预设的更新周期门限且小于15min，也可以对实时数据流形式的第二观测数据不做数据合并操作，直接转为实时流格式的第四观测数据，再利用所述对实时流格式的第四观测数据对卫星钟差进行实时估计，获得第二钟差。

实施例四

在上述实施例的基础上，本实施例对于所需钟差产品更新周期大于15min的情况下，该GNSS实时卫星钟差确定方法的具体处理过程进行详细说明。

如图5所示，本实施例的GNSS实时卫星钟差确定方法包括：

步骤1’：根据用户所需的实时钟差产品更新频率，选择合适的更新周期的可观测数据。

具体地，如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于24h，则选择天文件、小时观测数据、15分钟观测数据；如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于1h而小于24h，则选择小时观测数据、15分钟观测数据；如果用户所需的实时钟差产品更新周期大于15min而小于1小时，则15分钟观测数据。

步骤2’：根据预先设定的丢包率门限值，确定可下载观测数据。

步骤3’：用于根据确定的待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据。

步骤4’：对第一观测数据进行粗差探测修复和周跳探测修复，形成各测站的第二观测数据；

步骤5’：根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据；

步骤6’：对文件格式的第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以修复和钟跳探测及修复，形成各测站的第四观测数据；

步骤7’：根据文件格式的第四观测数据对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差；

步骤8’：根据预设的钟差预报时长对第一钟差进行钟差预报，形成文件形式且实时的第三钟差；

步骤9’：根据所需格式对所述第三钟差进行播发。

具体地，若需要利用文件格式进行播发，则对第三钟差进行直接播发，若需要利用实时流格式进行播发，则利用实时播发软件，将所述第三钟差格式转为实时流后播发。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统，其特征在于，包括数据下载子系统(1)、数据处理子系统(2)、实时钟差解算子系统(3)和实时钟差播发子系统(4)，其中，

所述数据下载子系统(1)用于根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种；

所述数据处理子系统(2)用于根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和数据处理，获得处理后的观测数据；

所述实时钟差解算子系统(3)用于利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；

所述实时钟差播发子系统(4)用于根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发；

所述数据下载子系统(1)包括数据自适应选择模块(11)、数据下载模块(12)和第一数据预处理模块(13)，其中，

所述数据自适应选择模块(11)用于根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据；

所述数据下载模块(12)用于根据确定的所述待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据；

所述第一数据预处理模块(13)用于对所述第一观测数据进行粗差探测修复和周跳探测修复，形成各测站的第二观测数据；

所述数据自适应选择模块(11)具体用于：

根据用户所需的实时钟差产品更新频率，选择合适的更新周期的观测数据，若用户所需的实时钟差产品更新周期大于24h，则选择天文件、小时观测数据、15分钟观测数据；若用户所需的实时钟差产品更新周期大于1h而小于24h，则选择小时观测数据、15分钟观测数据；若用户所需的实时钟差产品更新周期大于15min而小于1小时，则选15分钟观测数据；若用户所需的实时钟差产品更新周期小于15min，则选择实时观测数据流；随后根据预先设定的丢包率门限值，确定可下载的观测数据；最后确定的可下载观测数据为同时满足用户所需的实时钟差产品更新周期和丢包率的数据集合；

所述第一数据预处理模块(13)具体用于：

当所述第一观测数据为天文件、小时观测文件、15分钟观测文件中的一种或多种时，将每个测站的第一观测数据中的小时观测文件和15分钟观测文件进行粗差探测和周跳探测，剔除超出预设的第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并利用内插法补齐，随后根据粗差探测和周跳探测结果，针对每一测站选定最终可用观测数据，作为第二观测数据；

当所述第一观测数据为实时观测数据流，将所述实时观测数据流作为第二观测数据；

所述实时钟差播发子系统(4)包括实时流播发模块(41)和文件播发模块(42)，其中，

所述实时流播发模块(41)用于对实时流格式的卫星钟差进行播发；

所述文件播发模块(42)用于对文件形式的卫星钟差进行播发。

2.根据权利要求1所述的基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统，其特征在于，所述数据处理子系统(2)包括数据合并模块(21)和第二数据预处理模块(22)，其中，

所述数据合并模块(21)用于根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据；

所述第二数据预处理模块(22)用于在所述第三观测数据为文件格式时对所述第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测及钟跳探测，剔除超出预设的第二粗差门限值和第二周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第四观测数据，在所述第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

3.根据权利要求2所述的基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定系统，其特征在于，所述实时钟差解算子系统(3)包括钟差解算模块(31)和钟差预报模块(32)，其中，

所述钟差解算模块(31)用于在所述第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在所述第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差；

所述钟差预报模块(32)用于根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形式的实时第三钟差。

4.一种基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，其特征在于，利用权利要求1至3中任一项所述的GNSS实时卫星钟差确定系统执行，所述方法包括：

根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，所述观测数据包括天文件、小时观测文件、15分钟观测文件或实时观测数据流中的一种或多种；

根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和数据处理，获得处理后的观测数据；

利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计；

根据需求采用不同格式对获得的钟差进行播发。

5.根据权利要求4所述的基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，其特征在于，根据实时钟差产品更新频率需求自适应选择和下载相应测站的观测数据，包括：

根据实时钟差产品更新频率需求以及预先设定的丢包率门限值，选择待下载观测数据；

根据确定的所述待下载观测数据下载相应测站的观测数据作为第一观测数据；

对所述第一观测数据进行粗差探测和周跳探测，剔除超出第一粗差门限值和第一周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第二观测数据。

6.根据权利要求5所述的基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，其特征在于，根据设定的观测数据处理弧段时长对所下载的观测数据进行数据合并和处理，获得处理后的观测数据，包括：

根据设定的观测数据处理弧段时长将同一测站连续观测时间的多个第二观测数据进行合并，获得具有所需处理弧段时长的第三观测数据；

在所述第三观测数据为文件格式时对所述第三观测数据进行相位数据与频率数据的转换、粗差探测以及钟跳探测，剔除超出预设的第二粗差门限值和第二周跳门限值的数据并利用内插法补齐，形成各测站的第四观测数据，在所述第三观测数据为实时流格式时，直接以实时流格式的第三观测数据作为对应的第四观测数据。

7.根据权利要求6所述的基于数据自适应选择的GNSS实时卫星钟差确定方法，其特征在于，利用处理后的观测数据对卫星钟差进行估计，包括：

在所述第四观测数据为文件格式时对卫星钟差进行事后估计以获得第一钟差，在所述第四观测数据为实时流格式时对卫星钟差进行实时估计以获得第二钟差；

根据预设的钟差预报时长对所述第一钟差进行钟差预报，形成文件形式且实时的第三钟差。

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