CN114114351B - 卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质，涉及卫星导航领域，解决了卫星导航测量故障的排除效率不高的问题。具体方案包括：获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据，并根据观测数据和每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。

Description

卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及卫星导航领域，尤其涉及一种卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的观测数据易受空间信号以及大气活动的影响，进而导致出现数据偏差，威胁导航安全，因此为保证实时定位的准确性，需要对导航系统测量的观测数据进行检测，并根据检测结果进行测量故障卫星的排除，以根据故障排除后的导航系统实现连续精准定位。
现有的卫星导航测量故障的排除方法是在测量数据出现异常，则根据每一个卫星的观测数据对所有卫星一一进行定位计算，并根据定位结果确定有故障的卫星，这种方法的计算工作量较大，排除效率不高。
发明内容
本发明提供一种卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质，解决了故障排除效率不高的问题。
本申请实施例第一方面，提供一种卫星导航测量故障的排除方法，该方法包括：获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；
若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取当前每个卫星的卫星位置数据，并根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；
根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
在其中一个实施例中，预设参数包括：标准位置数据；根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；
根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；
根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；
若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，预设参数包括标准定位概率，根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；
根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；
根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，包括：
若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；
若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，并获取当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置；
计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；
根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；
根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果，包括：
计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；
将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为定位集群存在定位故障。
在其中一个实施例中，根据观测数据、卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量，包括：
根据观测数据、多个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到第一向量；
根据每个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；
根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
在其中一个实施例中，根据每个卫星的检验统计量对卫星进行故障排除处理，包括：
对每个卫星的检验统计量按照概率数值从大到小进行排序，并计算相邻两个统计量之间的概率差值，得到多个概率差值；
将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个卫星的检验统计量中的较大统计量；
将较大统计量以及在排序中大于较大统计量的检验统计量均确定为目标检验统计量；
将目标检验统计量对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
本申请实施例第二方面，提供一种卫星导航测量故障的排除装置，该装置包括：第一获取模块，用于获取当前用于定位的多个卫星的观测数据；
检测模块，用于根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；
第二获取模块，用于若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据；
确定模块，用于根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；
排除模块，用于根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
本申请实施例第三方面，提供一种终端设备，该设备包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面任一的方法的步骤。
本申请实施例第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例第一方面任一的方法的步骤。
本发明实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法，通过获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设的标准数据对多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据，然后根据观测数据、每个卫星的位置数据，确定每个卫星的检验统计量，最后根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除，并利用定位集群中排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位工作。本申请实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法，由于是在检测到定位集群出现定位故障后，通过计算每个卫星的检验统计量，然后根据每个卫星的检验统计量，对有故障的卫星的进行故障排除，而不需要对一一对每个卫星进行试验排除，因此，计算工作量较小，可以提高卫星的故障排除效率，同时可以降低成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种终端设备的内部结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种卫星导航测量故障的排除方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程的流程图一；
图4为本申请实施例提供的一种根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程的流程图二；
图5为本申请实施例提供的一种根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程的流程图；
图6为本申请实施例提供的一种根据观测数据和卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量的技术过程的流程图；
图7为本申请实施例提供了一种根据每个卫星的检验统计量对卫星进行故障排除处理的技术过程的流程图；
图8为本申请实施例提供的卫星检验统计量的排序的示意图；
图9为本申请实施例提供的第一向量、检验统计量与投影之间的关系示意图；
图10为本申请实施例提供的一种卫星导航测量故障的排除装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
为了解决现有的卫星导航测量故障的排除方法存在排除效率不高的问题，本申请实施例提供了一种卫星导航测量故障的排除方法、装置、设备及存储介质，可以提高卫星导航测量故障的排除效率。
如图1所示，本申请实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法的执行主体为终端设备，该终端设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现本申请实施例的卫星导航测量故障的排除方法中的任一步骤。可选的，该终端设备可以为车辆中的车载终端，各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、便携式可穿戴设备或其他用于导航或定位功能的设备，本申请对此不作限定。
请参考图2，本申请实施例提供了一种卫星导航测量故障的排除方法，该方法包括以下步骤：
步骤201、获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
其中，观测数据包括伪距数据和载波数据。由多个卫星组成的定位集群可以为一个导航系统，如GPS系统等。
定位故障，用于指示当前定位集群的定位误差大于预设的误差范围。
步骤202、若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据，并根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量。
其中，卫星的位置数据用于指示参与定位计算的每颗卫星的实际坐标位置。
步骤203、根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
由于所有的卫星的观测数据都会参与到定位计算中，若有一个卫星出现定位故障都可能对最终的定位结果造成巨大的影响，因此，在检测到定位集群存在定位故障时，根据计算出的每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位，只要剩余的卫星数量大于可以满足定位需求的最少卫星数就可以实现满足定位精度的导航定位工作。
本申请实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法，通过获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设的标准数据对多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取当前每个卫星的卫星位置数据，然后根据观测数据、每个卫星的位置数据，确定每个卫星的检验统计量，最后根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除，并利用定位集群中排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位工作。本申请实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法，由于是在检测到定位集群出现定位故障后，通过计算每个卫星的检验统计量，然后根据每个卫星的检验统计量，对有故障的卫星的进行故障排除，而不需要对一一对每个卫星进行试验排除，因此，计算工作量较小，可以提高卫星的故障排除效率，同时可以降低成本，进一步的，在排除掉故障卫星后使用剩余卫星进行定位，可以保证定位和导航的连续性。
如图3所示，本申请实施例提供了一种根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程，该技术过程包括以下步骤：
步骤301、根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据。
其中，改正数据为观测数据的误差数据，具体的，改正数据为观测数据对应的码偏差数据。
步骤302、根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；
步骤303、根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在实际应用中，可以根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率，根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
可选的，第一预设阈值可以根据卫星的位置数据以及多假设解分离算法计算得到，也可以是根据历史参考数据进行预先设置。
具体的，根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
也就是说，若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定当前定位集群出现定位故障，若定位故障小于第一预设阈值，则还不能确定当前定位集群定位正常，需要再根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障的再次检测，然后确定检测结果，这样可以保证检测结果的准确性。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程，该过程包括以下步骤：
步骤401、根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；
步骤402、根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；
步骤403、根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在实际应用中，还可以根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集，然后根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，来确定检测结果。
具体的，根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，包括：若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
同样的，若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定定位集群出现定位故障，若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则还不能确定当前定位集群定位正常，需要再根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
如图5所示，本申请实施例提供了一种根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果的技术过程，该过程包括以下步骤：
步骤501、获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，并获取当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置；
步骤502、计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；
步骤503、根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；
步骤504、根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
在实际应用中，通过获取当前所有卫星定位的第一实际位置，和除过每一个卫星定位后利用剩余卫星进行定位的多个第二实际位置，然后计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差，最后根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群再次进行故障检测，这样可以提高定位集群故障检测的准确性，为后续故障的排除提供准确的依据。
在一个实施例中，根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果，包括：计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为当前定位集群存在定位故障。
可选的，可以对每个卫星进行标记，并根据如下公式计算得到每个卫星的定位误差：
Figure 644299DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 313178DEST_PATH_IMAGE002
每个卫星的定位误差，
Figure 837700DEST_PATH_IMAGE003
为第一实际位置，
Figure 592029DEST_PATH_IMAGE004
为每个第二实际位置，
Figure 329041DEST_PATH_IMAGE005
为
Figure 258951DEST_PATH_IMAGE006
为标准差，其中，
Figure 688795DEST_PATH_IMAGE007
，只有当每一个
Figure 461579DEST_PATH_IMAGE008
均小于第二预设阈值，则说明定位集群定位正常，若存在一个
Figure 143228DEST_PATH_IMAGE008
大于或者等于第二预设阈值，则说明定位集群出现定位故障，通过这种计算方法，可以对定位集群中出现的一颗卫星故障、多颗卫星故障或者所有卫星的故障都可以进行检测，可以提高检测的准确性。
如图6所示，本申请实施例提供了一种根据观测数据、卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量的技术过程，该过程包括以下步骤：
步骤601、根据观测数据、多个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到第一向量；
步骤602、根据每个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；
步骤603、根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
可选的，可以根据如下公式计算得到每个卫星的检验统计量。
Figure 786699DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 653023DEST_PATH_IMAGE010
为每个卫星的检验统计量，
Figure 381945DEST_PATH_IMAGE011
为第一向量，
Figure 867284DEST_PATH_IMAGE012
为第二向量，
Figure 365261DEST_PATH_IMAGE013
为对向量的求模符号，在一个卫星故障的假设下，
Figure 668067DEST_PATH_IMAGE014
。
如图7所示，本申请实施例提供了一种根据每个卫星的检验统计量对卫星进行故障排除处理的技术过程，该过程包括以下步骤：
步骤701、对每个卫星的检验统计量按照数值从大到小进行排序，并计算相邻两个统计量之间的概率差值，得到多个概率差值；
步骤702、将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个统计量中的较大统计量；
步骤703、将较大统计量以及在排序中大于较大统计量的检验统计量均确定为目标检验统计量；
步骤704、将目标检验统计量对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
可选的，如图8所示，为本申请实施例提供的检验统计量的排序的示意图，若图8中的d3大于第三预设阈值，则确定d3中的较大统计量为u 5，则将u 5，大于u 5的u 8和u max 均确定位目标检验统计量，并将u 5、u 8和u max 对应的卫星从定位集群中进行排除，利用定位集群中的剩余卫星继续进行定位和导航工作，只要剩余的卫星数量不少于可以满足定位需求的最少卫星数就可以实现满足定位精度的导航定位工作，若剩余的卫星数量小于最少卫星数，则说明该定位集群不可用。
如图9所示，本申请实施例提供了的第一向量、检验统计量与投影之间的关系示意图。图9采用一个简单的观测模型将奇偶矢量、检验统计量与投影之间的关系展现在了奇偶空间中。该案例对应4个观测量，1个待估状态，5个故障模型（单故障，测量1和2同时出现故障）。w 1至w 4为单故障模式的故障线，奇偶矢量p对四条线的投影（u 1至u 4）等于单故障模式下的解分离检验统计量（q 1至q 4）。p对测量1和2组成的双故障假设的投影为对w 1和w 4所组成的蓝色面的投影，形成了u 5。因此，在任何一种故障发生的情况下，奇偶矢量对其故障模式的投影均为最大，便于算法正确的判断出故障源，大大降低了误排除概率。
在实际应用中，本申请的排除方法是计算得到卫星的检验统计量来进行故障排除的，因此无需一一对卫星进行搜索排除，可以提高排除效率，降低工程实现的复杂度。同时，针对现有排除算法中由于故障假设覆盖范围小造成的误排除问题，
本申请通过提出基于投影差值的故障判断方法，将潜在故障子集串联，提高正确排除率：对于故障存在于多个观测量中的情况以及故障特征相似的情况，通过第一向量的计算在其相应的模式下投影结果都比较大，通过检查投影间差值并与阈值对比，将投影大小相近的故障假设子集合并排除，降低了漏排除事件发生的概率。
为了便于本领域技术人员的理解，以执行主体为终端设备为例介绍本申请提供的卫星导航测量故障的排除方法，具体的，该方法包括：
（1）获取当前用于定位的多个卫星的观测数据；
（2）根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；
（3）根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；
（4）若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；
（5）若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置；
（6）计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；
（7）根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；
（8）计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；
（9）将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为定位集群存在定位故障。
（10）若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取当前每个卫星的卫星位置数据；
（11）根据观测数据、多个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到第一向量；
（12）根据每个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；
（13）根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
（14）对每个卫星的检验统计量按照概率数值从大到小进行排序，并计算相邻两个统计量之间的概率差值，得到多个概率差值；
（15）将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个检验统计量中的较大统计量；
（16）将较大统计量以及在排序中大于较大统计量的检验统计量均确定为目标检验统计量；
（17）将目标检验统计量对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
需要说明的是，上述本申请实施例提供的卫星导航测量故障的排除方法中的步骤（2）~（5）还可以通过以下步骤（18）~（21）进行替换。
（18）根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；
（19）根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；
（20）若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；
（21）若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置。
以上（1）至（21）的执行过程具体可以参见上述实施例的描述，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
应该理解的是，上述实施例中的步骤流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述流程图至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
如图10所示，本申请实施例提供了一种卫星导航测量故障的排除装置，该装置包括：第一获取模块11、检测模块12、第二获取模块13、确定模块14、排除模块15。
其中，第一获取模块11，用于获取当前用于定位的多个卫星的观测数据；
检测模块12，用于根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；
第二获取模块13，用于若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据；
确定模块14，用于根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；
排除模块15，用于根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
在一个实施例中，检测模块12具体用于：计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为定位集群存在定位故障。
在一个实施例中，确定模块14具体用于：根据观测数据、多个卫星位置数据、预设的奇异值分解算法，得到第一向量；根据每个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
在一个实施例中，排除模块15具体用于：对每个卫星的检验统计量按照概率数值从大到小进行排序，并计算相邻两个检验统计量之间的概率差值，得到多个概率差值；将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个检验统计量中的较大统计量；将较大统计量以及在排序中大于较大统计量的检验统计量均确定为目标检验统计量；将目标检验统计量对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
本实施例提供的卫星导航测量故障的排除装置，可以执行上述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
关于卫星导航测量故障的排除装置的具体限定可以参见上文中对于卫星导航测量故障的排除方法的限定，在此不再赘述。上述卫星导航测量故障的排除装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
图1为本申请实施例提供的一种终端设备的内部结构示意图。如图1所示，该终端设备包括通过系统总线连接的处理器和存储器。其中，该处理器用于提供计算和控制能力。存储器可包括非易失性存储介质及内存储器。非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该计算机程序可被处理器所执行，以用于实现以上各个实施例所提供的一种导航系统测量故障的排除方法的步骤。内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序提供高速缓存的运行环境。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的终端设备的限定，具体的终端设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本申请的一个实施例中，提供了一种终端设备，该终端设备包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取当前每个卫星的卫星位置数据，并根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，并获取当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置；计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为定位集群存在定位故障。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据观测数据、多个卫星位置数据、预设的奇异值分解算法，得到第一向量；根据每个卫星位置数据、预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
在其中一个实施例中，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：对每个卫星的检验统计量按照概率数值从大到小进行排序，并计算相邻两个故障概率之间的概率差值，得到多个概率差值；将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个卫星故障概率中的较大故障概率；将较大故障概率以及在排序中大于较大故障概率的故障概率均确定为目标卫星故障概率；将目标卫星故障概率对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
本实施例提供的终端设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在本申请的一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，并根据观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，观测数据包括伪距数据和载波数据；若检测结果指示定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据，并根据观测数据、每个卫星位置数据，确定每个卫星的检验统计量；根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位故障概率；根据定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：若定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据观测数据获取观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，改正数据为观测数据的误差数据；根据观测数据、观测数据对应的改正数据、星历数据、标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到定位集群的定位数据集；根据定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：若定位数据集形成的实际定位区域没有位于标准定位区域内，则确定检测结果为定位集群出现定位故障；若定位数据集形成的实际定位区域位于标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据第一实际位置和多个第二实际位置对定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，并获取当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置；计算第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算多个实际差值的标准差；根据第一实际位置、每个第二实际位置以及标准差得到多个定位误差；根据多个定位误差和第二预设阈值，对定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：计算每个定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；将每个误差绝对值分别与第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于第二预设阈值，则确定检测结果为定位集群存在定位故障。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据观测数据、多个卫星位置数据、以及预设的奇异值分解算法，得到第一向量；根据每个卫星位置数据以及预设的奇异值分解算法，得到多个第二向量；根据第一向量、多个第二向量确定每个卫星的检验统计量。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：对每个卫星的检验统计量按照概率数值从大到小进行排序，并计算相邻两个故障概率之间的概率差值，得到多个概率差值；将每个概率差值与第三预设阈值进行比较，若概率差值大于第三预设阈值，则确定概率差值对应的两个卫星故障概率中的较大故障概率；将较大故障概率以及在排序中大于较大故障概率的故障概率均确定为目标卫星故障概率；将目标卫星故障概率对应的卫星确定为故障卫星，并对故障卫星进行故障排除处理。
本实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以M种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（SyMchliMk） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（RaMbus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种卫星导航测量故障的排除方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前用于定位的多个卫星的观测数据，根据所述观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，所述观测数据包括伪距数据和载波数据；
若所述检测结果指示所述定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据，并根据所述观测数据、每个所述卫星位置数据和预设的奇异值分解算法确定每个卫星的检验统计量；
根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设参数包括：标准位置数据；所述根据所述观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
根据所述观测数据获取所述观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，所述改正数据为所述观测数据的误差数据；
根据所述观测数据、所述观测数据对应的改正数据、所述星历数据、所述标准位置数据以及预设的多假设解分离算法得到所述定位集群的定位故障概率；
根据所述定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对所述定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述定位集群的定位故障概率与第一预设阈值对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
若所述定位集群的定位故障概率大于或者等于第一预设阈值，则确定所述检测结果为所述定位集群出现定位故障；
若所述定位故障概率小于第一预设阈值，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据所述第一实际位置和多个所述第二实际位置对所述定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设参数包括标准定位概率；所述根据所述观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
根据所述观测数据获取所述观测数据对应的改正数据和星历数据，其中，所述改正数据为所述观测数据的误差数据；
根据所述观测数据、所述观测数据对应的改正数据、所述星历数据、所述标准定位概率以及预设的多假设解分离算法得到所述定位集群的定位数据集；
根据所述定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对所述定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述定位数据集形成的实际定位区域与标准定位区域对所述定位集群进行定位故障检测，包括：
若所述定位数据集形成的实际定位区域没有位于所述标准定位区域内，则确定所述检测结果为所述定位集群出现定位故障；
若所述定位数据集形成的实际定位区域位于所述标准定位区域内，则获取当前所有卫星所定位的第一实际位置，以及当前所有卫星除过每一个卫星后所定位的多个第二实际位置，并根据所述第一实际位置和多个所述第二实际位置对所述定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果。
6.根据权利要求3或5所述的方法，其特征在于，根据所述第一实际位置和多个所述第二实际位置对所述定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，包括：
计算所述第一实际位置与每个第二实际位置的多个实际差值，并计算所述多个实际差值的标准差；
根据所述第一实际位置、每个第二实际位置以及所述标准差得到多个定位误差；
根据多个所述定位误差和第二预设阈值，对所述定位集群进行故障检测，并确定检测结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据多个所述定位误差和第二预设阈值，对所述定位集群进行故障检测，并确定检测结果，包括：
计算每个所述定位误差的绝对值，得到多个误差绝对值；
将每个误差绝对值分别与所述第二预设阈值进行比较，若存在一个误差绝对值大于或者等于所述第二预设阈值，则确定所述检测结果为所述定位集群存在定位故障。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述观测数据、每个所述卫星位置数据和预设的奇异值分解算法确定每个卫星的检验统计量，包括：
根据所述观测数据、多个卫星位置数据和所述奇异值分解算法，得到第一向量；
根据每个卫星位置数据和所述奇异值分解算法，得到多个第二向量；
根据所述第一向量、多个所述第二向量确定每个卫星的检验统计量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个卫星的检验统计量对所述卫星进行故障排除处理，包括：
对每个卫星的检验统计量按照数值从大到小进行排序，并计算相邻两个统计量之间的差值，得到多个差值；
将每个差值与第三预设阈值进行比较，若所述差值大于所述第三预设阈值，则确定所述差值对应的两个卫星检验统计量中的较大的检验统计量；
将所述较大检验统计量以及在排序中大于所述较大检验统计量的检验统计量均确定为目标卫星统计量；
将所述目标卫星统计量对应的卫星确定为故障卫星，并对所述故障卫星进行故障排除处理。
10.一种卫星导航测量故障的排除装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取当前用于定位的多个卫星的观测数据；
检测模块，用于根据所述观测数据以及预设参数对由多个卫星组成的定位集群进行定位故障检测，并确定检测结果，其中，所述观测数据包括伪距数据和载波数据；
第二获取模块，用于若所述检测结果指示所述定位集群存在定位故障，则获取每个卫星的卫星位置数据；
确定模块，用于根据所述观测数据、每个所述卫星位置数据和预设的奇异值分解算法确定每个卫星的检验统计量；
排除模块，用于根据每个卫星的检验统计量对当前用于定位的卫星进行故障排除处理，并利用排除有故障卫星后的剩余卫星进行导航定位。
11.一种终端设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的卫星导航测量故障的排除方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的卫星导航测量故障的排除方法。
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