CN115047497A - 星基终端定位置信度确定方法、星基终端、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种星基终端定位置信度确定方法、星基终端、设备及介质，方法包括：获取全球导航卫星系统GNSS观测值；基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波得到新息方差；基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差；基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度。根据本发明实施例的方法，能够基于星基终端的定位置信度的关键参数计算得到定位置信度，该置信度可以用于标识PPPAR是否收敛，以及提醒用户实时定位精度水平。
Description
技术领域
本发明属于定位技术领域，尤其涉及一种星基终端定位置信度确定方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
星基终端产品，通过使用接收到的全球导航卫星系统GNSS卫星的轨道，钟差以及未校正相位延迟产品改正数，可以实现模糊度固定，从而达到厘米级的定位精度，该技术称为PPPAR技术。
PPPAR达到厘米级的定位精度需要一定收敛时间，而PPPAR的收敛时间会受到观测质量、产品服务以及环境的影响，尚未有可靠的收敛评判标准。另一方面，由于，目前对星基终端产品的定位精度评估一般为事后评定方法，尚未出现一种实时定位精度评估方法，因此，用户在使用星基终端产品进行实时定位时，不能及时获悉当前定位结果是否可靠。
因此，亟需一种星基终端定位置信度确定方法，可以确定实时的定位精度置信度，以用于标识PPPAR是否收敛，以及告知用户实时定位精度水平。
发明内容
本发明实施例提供一种星基终端定位置信度确定方法、星基终端、设备及介质，可以确定实时的定位精度置信度。
第一方面，本发明实施例提供一种星基终端定位置信度确定方法，方法包括：获取全球导航卫星系统GNSS观测值；基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波得到新息方差；基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差；基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度。
在一种可选的实施方式中，计算星基终端的定位置信度之后，还包括：
根据多个历史历元的定位置信度通过滑动窗口对当前历元的星基终端的定位置信度进行平滑处理，得到当前历元的目标置信度。
在一种可选的实施方式中，在模糊度固定有固定解的情况下，固定结果包括固定解协方差和固定解后验残差；
在模糊度固定没有固定解的情况下，固定结果包括浮点解协方差和浮点解后验残差。
在一种可选的实施方式中，星基终端的定位置信度包括水平方向置信度和高程方向置信度。
在一种可选的实施方式中，基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度，包括：
基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度。
在一种可选的实施方式中，基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度，包括：
基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度。
在一种可选的实施方式中，根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度，包括：
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，通过预设水平方向置信度函数计算得到水平方向置信度，其中，预设水平方向置信度函数为
其中，CFh为水平方向置信度，‖v‖为新息方差加权的后验残差欧式距离，σEE、σNN、σEN、σNE为水平方向的位置参数协方差，var为新息方差。
在一种可选的实施方式中，根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度，包括：
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，通过预设高程方向置信度函数计算得到高程方向置信度，其中，预设高程方向置信度函数为
其中，CFU为高程方向置信度，‖v‖为新息方差加权的后验残差欧式距离，σU为高程方向的位置参数协方差，var为新息方差。
第二方面，本发明实施例提供了一种星基终端，包括：
数据获取模块，被配置为获取全球导航卫星系统GNSS观测值；
滤波模块，被配置为基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波更新得到新息方差；
模糊度固定模块，被配置为基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差；
置信度计算模块，被配置为基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度；
定位模块，被配置为根据星基终端的定位置信度，确定星基终端的定位结果。
第三方面，本发明实施例提供了一种星基终端设备，设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现第一方面及第一方面中任一可选实施方式提供的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面及第一方面中任一可选实施方式提供的方法。
本发明实施例的一种星基终端定位置信度确定方法、星基终端、设备及介质，能够获取全球导航卫星系统GNSS观测值，并基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定得到星基终端的定位置信度的关键参数新息方差、位置参数协方差和观测值后验残差；基于星基终端的定位置信度的关键参数计算得到定位置信度，该置信度可以用于标识PPPAR是否收敛，以及提醒用户实时定位精度水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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的附图。
图1是本发明实施例提供的一种星基终端定位置信度确定方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种星基终端实时定位方法流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种星基终端示意图；
图4是本发明实施例提供的一种星基终端设备示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本发明，而不是限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
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……”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。
为了更好理解本申请，在介绍本申请的具体实施方式之前，首先介绍描述本申请实施方式时用到的技术术语。
(1)全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS(广域增强系统)、欧洲的EGNOS(欧洲静地导航重叠系统)和日本的MSAS(多功能运输卫星增强系统)等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。国际GNSS系统是个多系统、多层面、多模式的复杂组合系统。
(2)精密单点定位(Precise Point Positioning，PPP)，精密单点定位技术是利用全球若干地面跟踪站的观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差，对单台接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。是利用第一层状态域空间改正参数(First Level ofSSR，SSR1)产品“轨道/钟差改正数”，第二层状态域空间改正参数(Second Level of SSR，SSR2)产品“伪距/相位偏差改正数”，采用单台GNSS设备的载波观测信息，在严密地考虑各类误差精确改正的基础上，采用合理的参数估计策略(如最小二乘法或卡尔曼滤波器)，同时求解用户坐标、接收机钟差、大气延迟和载波相位模糊度等参数，可在全球范围内获得厘米到分米级的定位精度。
(3)实时动态载波相位差分定位(Real-time Kinematic，RTK)即GNSS实时差分定位技术。基于区域范围内，根据各项误差的相关特性，构建站间，星间双差，消除或减小各项误差影响，从而实现厘米级定位。实际应用时，一般包含两个测站，即基站和流动站。基站实时获取观测数据，并将已知的站点坐标信息和观测数据通过特定的网络协议发送给流动站。流动站实时获取观测数据，同时接收来自基准站的数据。采用特定的估计手段，即可实时得到高精度的流动站位置。
(4)网络RTK技术(Network Real-time Kinematic，NRTK)，指在一定区域内建立多个均匀分布的连续观测的参考站，融合各参考站的观测数据，构建各项误差改正模型，生成相应的误差模型改正数或者虚拟观测数据。移动站上传概率位置，获取概率位置处的误差模型改正数或虚拟观测值，采用RTK定位方式即可获取到高精度的定位结果。在常规RTK工作模式中，仅有1个基准站，且流动站与基准站的距离不能过长，一般小于40km。在网络RTK中，有多个基准站，用户不需要建立自己的基准站，用户与基准站的距离可以扩展到上百公里，网络RTK减少了误差源，尤其是与距离相关的误差。
(5)精密单点定位模糊度固定(precise point positioning-ambiguityresolution，PPP-AR)PPP-AR技术是在PPP技术的基础上，利用未校正的相位小数偏差产品把相位浮点模糊度固定成整数的PPP定位技术。一般在30min内即可达到固定。
(6)区域参考网增强精密单点定位(precise point positioning-real timekinematic，PPP-RTK)PPP-RTK技术是在PPP-AR基础上，利用电离层和对流层延迟信息加速PPP收敛速度的PPP定位技术。一般在3min内即可达到固定。
基于上述技术术语，已对GNSS定位的相关技术进行了简单介绍。
目前提供高精度定位服务的技术主要有两种：一种是依赖参考站网的NRTK技术，另一种是精密单点定位技术(PPP)。随着精密单点定位技术的日趋成熟，星基精密单点定位技术成为了研究热点，该技术可以实现全球范围的单点高精度定位服务，通过卫星向用户播发精密的改正数产品，从而实现高精度的单点定位，在高精度农业、海洋运输、电力巡检以及自动驾驶等领域得到广泛应用。
星基终端产品通过使用接收到的GNSS卫星的轨道，钟差以及未校正相位延迟产品改正数，可以实现模糊度固定，从而达到厘米级的定位精度，该技术称为PPPAR技术。PPPAR达到厘米级的定位精度需要一定收敛时间，而PPPAR的收敛时间会受到观测质量、产品服务以及环境的影响，尚未有可靠的收敛评判标准，所以用户为了获得可靠的厘米级定位精度往往需要一定的等待时间。用户在使用星基终端产品进行实时定位时，需要获悉当前定位结果是否可靠，而目前对星基终端产品的定位精度评估一般为事后评定方法，尚未出现一种实时定位精度评估方法。
因此，基于上述问题本申请提供一种星基终端定位置信度确定方法、星基终端、设备及介质，星基终端可以提供实时的定位精度置信度，该置信度标识不仅可以作为PPPAR是否收敛的标识，还可以告知用户实时定位精度水平，当定位精度较差时可以警告用户。
下面结合附图1具体介绍本申请实施例提供的一种星基终端定位置信度确定方法100，该方法可以应用于星基终端。如图1所示，方法100可以包括步骤S101-S104。
步骤S101，获取全球导航卫星系统GNSS观测值。
星基终端获取全球导航卫星系统GNSS观测值，GNSS观测值具体可以包括原始位置数据、原始码和载波相位数据、星历数据等。在获取到GNSS观测值后，还可以对数据进行预处理以剔除GNSS观测值中的噪音数据，进而提高GNSS观测值的准确率，提高后续的处理效率、定位的准确率和置信度计算结果的准确率。
在一个示例中，GNSS初始数据的预处理可以包括初步处理、伪距单点定位处理、钟跳探测与修复、周跳探测与修复、删除孤星与周跳频繁卫星。
在该示例中，初步处理主要为剔除观测卫星数少于预设数量的观测历元以及剔除观测类型缺失的观测数据。
伪距单点定位处理主要为剔除星历标记不健康、高度角低、信噪比低的卫星。
删除孤星与周跳频繁卫星主要为剔除观测历元较少和周跳频繁的卫星观测数据，以及剔除观测开始和结束阶段若干历元的观测数据。
步骤S102，基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波得到新息方差。
步骤S103，基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差。
在模糊度固定有固定解的情况下，固定结果包括固定解协方差和固定解后验残差；在模糊度固定没有固定解的情况下，固定结果包括浮点解协方差和浮点解后验残差。步骤S103具体可以是基于卡尔曼滤波的浮点解进行模糊度固定。
为便于理解，下面以一个具体的示例对步骤S102-S103的实现方式及其对应的置信度数学模型进行说明。
在进行实时精密单点定位时，GNSS观测值线性化等式为：
y＝Hx+ε
其中，y为GNSS观测值，x为未知参数向量，H为线性化设计矩阵，ε为观测值噪声。
使用卡尔曼滤波器可以实时估计未知参数向量估计值
及其协方差阵，其中包括用户位置参数x,y,z以及位置参数东北天ENU方向的协方差阵，如下所示：
由于模糊度参数
为实数解，因此卡尔曼滤波器输出的未知参数向量估计值
称作浮点解。使用模糊度固定可以得到模糊度参数的整数解，整周模糊度约束滤波器后得到未知参数向量估计值及其协方差阵称作固定解。
卡尔曼滤波器包含一步预测和观测更新两个步骤，在观测更新步骤中新息反映了观测噪声和测量噪声对未知参数向量的综合影响，新息方差var则可以衡量影响的大小程度，其方差越小，影响程度越大，因此可以作为观测值在滤波器中的“权值”。因此，可以基于上述公式(1)基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波得到新息方差，即实现上述步骤S102。
一般为了检验观测值的误差，可以使用观测值的后验残差，其表达式如下：
当未知参数向量
为浮点解时，v为浮点解后验残差，H为线性化设计矩阵。如果模糊度固定成功，则可以使用固定解的未知参数向量，得到固定解后验残差。当观测值存在较大误差时，其后验残差往往较大，其误差的一部分会被未知参数向量所吸收，从而使得未知参数向量估计值有偏差，因此可以使用后验残差来反映未知参数向量估计值的准确度。因此上述公式可以基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到位置参数协方差和观测值后验残差，即实现步骤S103。
步骤S104，基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度。
作为一示例，星基终端的定位置信度可以包括水平方向置信度和高程方向置信度。步骤S104中综合利用位置参数的协方差信息，观测值后验残差以及卡尔曼滤波器中的新息方差，构造了精密单点定位的置信度指标CF，包括水平方向置信度CFh和高程方向置信度CFU。
在一个示例中，计算水平方向置信度CFh可以具体包括以下步骤：
基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，通过预设水平方向置信度函数计算得到水平方向置信度CFh。
水平方向置信度CFh表示为：
‖v‖为新息方差加权的后验残差欧式距离：
其中，‖v‖为新息方差加权的后验残差欧式距离，σEE、σNN、σEN、σNE为公式(1)用户位置参数x,y,z以及位置参数东北天ENU方向的协方差阵中的水平方向的位置参数协方差，var为新息方差。
在一个示例中，计算高程方向置信度CFU可以具体包括以下步骤：
基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，通过预设高程方向置信度函数计算得到高程方向置信度CFU。
高程方向置信度CFU分别表示为：
其中，σU为公式(1)用户位置参数x,y,z以及位置参数东北天ENU方向的协方差阵中的高程方向的位置参数协方差，‖v‖为新息方差加权的后验残差欧式距离，其公式如公式(4)。
本申请实施例提供的一种星基终端定位置信度确定方法，通过使用上述模型，实时精密单点定位在每个观测历元可以输出位置参数的协方差，通过计算观测值的后验残差，并使用卡尔曼滤波的新息方差进行加权得到加权后验残差欧式距离，从而可以实时计算出用户位置的置信度，该置信度可以用于标识PPPAR是否收敛，以及提醒用户实时定位精度水平。
在一个实施例中，方法100还可以在计算星基终端的定位置信度之后，还包括步骤S105：根据多个历史历元的定位置信度通过滑动窗口对当前历元的星基终端的定位置信度进行平滑处理，得到当前历元的目标置信度。
为便于理解，下面以一个具体的示例详细说明步骤S105的具体实现方式及其涉及到的置信度平滑算法。
考虑到使用滤波定位时，位置变化一般较为平滑，通过使用滑动窗口平滑置信度可以保证历史信息可以影响当前置信度，引入遗忘因子βk可以进一步提高置信度对定位误差变化的灵敏度：
其中，遗忘因子βk表示为：
对滑动窗口大小为n的置信度平滑，距离当前历元越早的置信度，其权重越小，对置信度计算的贡献度也越小，从而提高当前历元误差的灵敏度，当有较大的定位误差时，置信度可以反映出来。
上述实施例提供的星基终端定位置信度确定方法，具体可以应用于星基终端实时定位中，可以为用户提供实时定位精度水平，当定位精度较差时可以警告用户。
基于上述内容，本申请实施例还提供一种星基终端实时定位方法200，如图2所示，定位方法200可以包括步骤S201-S206，其中步骤S201-S204与上述实施例提供的星基终端定位置信度确定方法100中的步骤S101-S104对应在此不再赘述。
步骤S205，基于全球导航卫星系统GNSS观测值，进行精密单点定位PPP模糊度解算，得到星基终端的位置信息。
精密单点定位PPP模糊度解算得到星基终端的位置信息，其中，解算过程具体为利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差，对单台GPS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。该解算过程可以为世界上任何位置的用户提供可靠的，分米级甚至厘米级定位精度。由于广域差分GPS修正系统通过地球同步通信卫星作为通信链路，所以用户不用搭建本地参考站或数据后处理，就可获得很高的精度。此外，由于采用覆盖全球的地球同步卫星作为差分通信链路，则可以在地球表面从北纬75°到南纬75°都可获得相同的精度。
步骤S206，基于星基终端的位置信息和星基终端的定位置信度，确定星基终端的定位结果。
基于图1所示方法得到的星基终端的定位置信度和步骤S205中得到的星基终端的位置信息确定星基终端的定位结果。例如，可以针对定位置信度的具体值设置不同的阈值范围，对应定位结果是否可信，并在定位置信度小于预设阈值时，发出警报提醒星基终端的用户，此时的定位结果可能存在误差。还可以将定位置信度与位置信息一同展示于星基终端，由用户自行判断是否采用该定位结果。
本申请实施例的星基终端实时定位方法，能够获取全球导航卫星系统GNSS观测值，并基于GNSS观测值确定星基终端的位置信息和星基终端的定位置信度，因此可以使星基终端可以提供用户实时定位精度水平，当定位精度较差时可以警告用户。
基于上述实施例提供的星基终端实时定位方法，相应地，本申请实施例还提供一种星基终端，可以用于实现上述实施例提供的星基终端定位置信度确定方法和星基终端实时定位方法。
如图3所示，本申请实施例提供的星际终端包括：
数据获取模块301，被配置为获取全球导航卫星系统GNSS观测值。
滤波模块302，被配置为基于GNSS观测值，通过卡尔曼滤波更新得到新息方差。
模糊度固定模块303，被配置为基于卡尔曼滤波得到的浮点解进行模糊度固定，得到固定结果，固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差。
置信度计算模块304，被配置为基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度。
定位模块305，被配置为根据星基终端的定位置信度，确定星基终端的定位结果。
以上为本申请实施例提供的一种星基终端。在该星际终端中，使用定位滤波器输出的信息可以实时计算出定位置信度，向用户告知当前历元的定位精度，并可以作为PPPAR的收敛指示和定位误差警告。
在一个实施例中，置信度计算模块304在计算星基终端的定位置信度之后，还可以根据多个历史历元的定位置信度通过滑动窗口对当前历元的星基终端的定位置信度进行平滑处理，得到当前历元的目标置信度。
在一个实施例中，模糊度固定模块303中模糊度固定有固定解的情况下，固定结果可以包括固定解协方差和固定解后验残差；在模糊度固定没有固定解的情况下，固定结果包括浮点解协方差和浮点解后验残差。
在一个实施例中，置信度计算模块304中星基终端的定位置信度可以包括水平方向置信度和高程方向置信度。
在一个示例中，置信度计算模块304中基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度，可以包括：基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度。
其中，根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度，可以包括：
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，通过预设水平方向置信度函数计算得到水平方向置信度，其中，预设水平方向置信度函数可以为前文中的公式(3)。
在一个示例中，置信度计算模块304中基于新息方差和固定结果，计算星基终端的定位置信度，还可以包括：基于新息方差和观测值后验残差，计算新息方差加权的后验残差欧式距离；根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度。
其中，根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度，可以包括：
根据新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，通过预设高程方向置信度函数计算得到高程方向置信度，其中，预设高程方向置信度函数为前文中的公式(5)。
上述各实施例提供的星基终端定位置信度确定方法可以由图4所示的星基终端设备执行。
星基终端设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
具体地，上述处理器401可以包括CPU，或者特定集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器402可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器402可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在一个实例中，存储器402可以包括可移除或不可移除(或固定)的介质，或者存储器402是非易失性固态存储器。存储器402可在综合网关容灾设备的内部或外部。
在一个实例中，存储器402可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个实例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。
存储器402可以包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，以实现上述任一实施例提供的星基终端定位置信度确定方法，并达到该方法达到的相应技术效果，为简洁描述在此不再赘述。
在一个示例中，星基终端设备还可包括通信接口403和总线410。其中，如图4所示，处理器401、存储器402、通信接口403通过总线410连接并完成相互间的通信。
通信接口403，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线410包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side Bus，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线410可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。
该星基终端设备，使用定位滤波器输出的信息可以实时计算出定位置信度，向用户告知当前历元的定位精度，并可以作为PPPAR的收敛指示和定位误差警告。
结合上述实施例中的星基终端定位置信度确定方法，本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种星基终端定位置信度确定方法。
需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RadioFrequency，RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种星基终端定位置信度确定方法，其特征在于，包括：
获取全球导航卫星系统GNSS观测值；
基于所述GNSS观测值，通过卡尔曼滤波得到新息方差；
基于所述GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，所述固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差；
基于所述新息方差和所述固定结果，计算所述星基终端的定位置信度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述星基终端的定位置信度之后，还包括：
根据多个历史历元的所述定位置信度通过滑动窗口对当前历元的所述星基终端的定位置信度进行平滑处理，得到当前历元的目标置信度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述模糊度固定有固定解的情况下，所述固定结果包括固定解协方差和固定解后验残差；
在所述模糊度固定没有固定解的情况下，所述固定结果包括浮点解协方差和浮点解后验残差。
4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述星基终端的定位置信度包括水平方向置信度和高程方向置信度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述新息方差和所述固定结果，计算所述星基终端的定位置信度，包括：
基于所述新息方差和所述观测值后验残差，计算所述新息方差加权的后验残差欧式距离；
根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述新息方差和所述固定结果，计算所述星基终端的定位置信度，包括：
基于所述新息方差和所述观测值后验残差，计算所述新息方差加权的后验残差欧式距离；
根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，计算得到水平方向置信度，包括：
根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及水平方向的位置参数协方差，通过预设水平方向置信度函数计算得到水平方向置信度，其中，所述预设水平方向置信度函数为
其中，CFh为所述水平方向置信度，‖v‖为所述新息方差加权的后验残差欧式距离，σEE、σNN、σEN、σNE为所述水平方向的位置参数协方差，var为所述新息方差。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，计算得到高程方向置信度，包括：
根据所述新息方差加权的后验残差欧式距离，以及高程方向的位置参数协方差，通过预设高程方向置信度函数计算得到高程方向置信度，其中，所述预设高程方向置信度函数为
其中，CFU为所述高程方向置信度，‖v‖为所述新息方差加权的后验残差欧式距离，σU为所述高程方向的位置参数协方差，var为所述新息方差。
9.一种星基终端，其特征在于，包括：
数据获取模块，被配置为获取全球导航卫星系统GNSS观测值；
滤波模块，被配置为基于所述GNSS观测值，通过卡尔曼滤波更新得到新息方差；
模糊度固定模块，被配置为基于所述GNSS观测值，通过卡尔曼滤波和模糊度固定，得到固定结果，所述固定结果包括位置参数协方差和观测值后验残差；
置信度计算模块，被配置为基于所述新息方差和所述固定结果，计算所述星基终端的定位置信度；
定位模块，被配置为根据所述星基终端的定位置信度，确定所述星基终端的定位结果。
10.一种星基终端设备，其特征在于，所述设备包括：处理器，以及存储有计算机程序指令的存储器；所述处理器读取并执行所述计算机程序指令，以实现如权利要求1-8任意一项所述的星基终端定位置信度确定方法。
11.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-8任意一项所述的星基终端定位置信度确定方法。
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