CN115390095A - 一种获取电离层延迟的方法、装置及介质 - Google Patents

一种获取电离层延迟的方法、装置及介质 Download PDF

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CN115390095A CN202211047909.3A CN202211047909A CN115390095A CN 115390095 A CN115390095 A CN 115390095A CN 202211047909 A CN202211047909 A CN 202211047909A CN 115390095 A CN115390095 A CN 115390095A
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郭文轩
陈星宇
冯国龙
赵亮
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Abstract

本申请公开了一种获取电离层延迟的方法、装置及介质，涉及定位技术领域。包括：选取预设区域内的目标参考站目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星；根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟；通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟；在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。本申请的方法中，由于共视卫星为预设区域内的目标参考站可以观测到的卫星，而预设区域范围内共视卫星的电离层延迟具有较强的时空相关性，因此根据目标参考站对应的共视卫星能够较准确地获取到预设区域内的各格网点上的电离层延迟，提高定位的准确性。

Description

一种获取电离层延迟的方法、装置及介质
技术领域
本申请涉及定位技术领域，特别是涉及一种获取电离层延迟的方法、装置及介质。
背景技术
随着卫星导航定位技术的发展，对卫星导航定位的精度也越来越高。对于卫星，当卫星发出的电磁波信号穿过大气层时由于折射产生传播时间延迟；对于各参考站，由于不同地区上空的电离层分布、密度等不同，各参考站在接收每颗卫星的数据时均存在电离层延迟，而电离层延迟的存在会导致卫星定位的准确性降低。
由此可见，如何较精确地获取到电离层延迟，从而提高卫星定位的准确性是本领域人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种获取电离层延迟的方法、装置及介质，用于较精确地获取到电离层延迟，从而提高卫星定位的准确性。
为解决上述技术问题，本申请提供一种获取电离层延迟的方法，包括：
选取预设区域内的目标参考站以及所述目标参考站对应的共视卫星；
根据所述目标参考站观测的数据获取所述共视卫星的实际电离层延迟；
通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟；
在所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟。
优选地，所述选取预设区域内的目标参考站包括：
确定所述预设区域内的所有参考站；
获取各所述参考站对应的相位偏差产品；
利用所述相位偏差产品在对应的所述参考站上进行模糊度固定；
获取固定后定位精度满足第二预设要求的所述参考站；
将固定后定位精度满足所述第二预设要求的所述参考站作为所述预设区域内的所述目标参考站。
优选地，选取所述目标参考站对应的所述共视卫星包括：
获取所述目标参考站观测到的所有卫星；
获取各所述卫星的高度角和所述目标参考站观测到各所述卫星的时长；
从所述卫星中获取目标卫星；其中，所述目标卫星为所述高度角大于阈值和/或所述时长大于预设时长的所述卫星；
获取同时段、同区域内所述目标参考站观测到各所述目标卫星的概率；
获取所述概率满足第三预设要求的所述目标卫星；
将所述概率满足所述第三预设要求的所述目标卫星作为所述目标参考站对应的所述共视卫星。
优选地，所述通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟包括：
获取所述预设区域的中心点的经纬度坐标以及各所述目标参考站的经纬度坐标；
根据所述中心点的经纬度坐标以及所述目标参考站的经纬度坐标建立拟合电离层延迟多项式方程；
通过最小二乘法求解所述拟合电离层延迟多项式方程的拟合系数以便建立所述多项式系数拟合模型；
通过所述多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的所述拟合电离层延迟。
优选地，在所述根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟之后，所述方法还包括：
获取所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值；
将所述差值作为所述共视卫星的电离层延迟残差；
获取各所述格网点的经纬度坐标；
根据各所述格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各所述格网点的电离层延迟残差。
优选地，在所述根据各所述格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各所述格网点的电离层残差之后，所述方法还包括：
获取所述共视卫星的信号频率；
根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟。
优选地，所述根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟包括：
获取所述用户的经纬度信息；
根据所述用户的经纬度信息获取所述预设区域内的所述格网点中距离所述用户最近的所述格网点；
根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在距离所述用户最近的所述格网点上的所述伪距测量值斜路径电离层延迟以及所述载波相位测量值斜路径电离层延迟。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种获取电离层延迟的装置，包括：
选取模块，用于选取预设区域内的目标参考站以及所述目标参考站对应的共视卫星；
第一获取模块，用于根据所述目标参考站观测的数据获取所述共视卫星的实际电离层延迟；
第二获取模块，用于通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟；
第三获取模块，用于在所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种获取电离层延迟的装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的获取电离层延迟的方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述的获取电离层延迟的方法的步骤。
本申请所提供的获取电离层延迟的方法，包括：选取预设区域内的目标参考站目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星；根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟；通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟；在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。之前的根据所有卫星的电离层延迟来获取预设区域内的格网点上的电离层延迟的方法中，由于所有卫星中可能包含参考站观测不到的卫星，故而获取到的预设区域内的格网点上的电离层延迟不精确，而本申请的方法中，由于共视卫星为预设区域内的目标参考站可以观测到的卫星，而预设区域范围内共视卫星的电离层延迟具有较强的时空相关性，因此根据目标参考站对应的共视卫星能够较准确地获取到预设区域内的各格网点上的电离层延迟，提高定位的准确性。
此外，本申请还提供一种获取电离层延迟的装置以及计算机可读存储介质，与上述提到的获取电离层延迟的方法具有相同或相对应的技术特征，效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种获取电离层延迟的方法的流程图；
图2为本申请的一实施例提供的获取电离层延迟的装置的结构图；
图3为本申请另一实施例提供的获取电离层延迟的装置的结构图；
图4为本申请实施例提供的一种PPP-RTK斜路径电离层格网产品生成方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种获取电离层延迟的方法、装置及介质，用于较精确地获取到电离层延迟，从而提高卫星定位的准确性。
卫星导航定位系统通常是由地面控制部分、空间控制部分以及用户装置三部分组成。地面控制部分通常由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成，其中主控制站负责管理、协调整个地面控制系统的工作；地面天线在主控站的控制下，向卫星注入寻电文；监测站是数据自动收集中心；通讯辅助系统负载数据的传输。空间控制部分包含多个卫星。用户装置部分主要是由接收机以及天线组成。卫星不断向地面发送当前卫星所在的位置坐标信息以及发送此位置坐标时的时间戳，用户同时接收多颗卫星发出的位置信息以及对应的时间戳之后，便可以计算出与卫星的距离，进而确定出用户所在的位置。然而，在定位的过程中，由于卫星信号即电磁波信号穿过大气层时发生折射，会产生传播时间差，即电离层延迟。由于电离层延迟的存在，会导致卫星定位的精确度降低。故而，需要计算出电离层延迟改正量，然后把改正量提供给用户，用户将其改正到观测量上就可以进行更精确的定位。为了能够进行较精确的定位，首先需要获取较精确的电离层延迟。由于共视卫星的斜路径电离层延迟具有较强的时空相关性，因此本申请中利用该特性，可以筛选出区域内各个测站的共视卫星，采用格网化的方式对斜路径电离层延迟进行建模，生成可供用户实现高精度定位的格网产品。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。图1为本申请实施例提供的一种获取电离层延迟的方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S10：选取预设区域内的目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星。
在卫星导航定位系统中，为了能够与卫星进行通信，在地面端建立参考站。本实施例在预设区域建立参考站，对于预设区域的位置、预设区域内的参考站的数量等不作限定，根据实际情况确定。目前，在获取电离层延迟时，通常采用的是根据所有卫星的电离层延迟来获取预设区域内的格网点上的电离层延迟，斜路径电离层产品的质量和格网区域位置大小及区域内测站数和测站分布紧密相关，在中高纬度、测站稠密且覆盖范围较小的区域能够为用户提供较高精度的电离层延迟改正信息；但在低纬度、测站稀疏且覆盖范围广的区域，不同测站相同卫星的电离层延迟因为电离层活跃、站间距过大或者粗差引入的原因差异较大，采用所有参考站对所有可见卫星进行反距离加权获取格网残差信息的方法会破坏电离层延迟的时空特性，影响格网点上电离层产品的准确性。同时，由于区域跨度的问题，不同的测站可观测到的卫星也存在差异，对于不同测站间不共视的卫星，在进行拟合系数对格网产品反距离加权时，由于可观测到该卫星的测站较少，导致拟合系数并不准确，使得生成的电离层格网产品精度较差，影响用户的定位结果。
为了能够较准确地获取到电离层延迟，本实施例中尽可能地用较多的参考站以及对于无法固定或定位精度不高的参考站进行剔除，也就是选取定位精度较高的参考站作为目标参考站。在确定好目标参考站后，根据目标参考站来选取卫星。而所有卫星中可能包含参考站观测不到的卫星，导致获取到的电离层延迟不精确，故而，本实施例中利用共视卫星即预设区域内目标参考站可以观测到的卫星来获取电离层延迟。
S11：根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟。
上述步骤中获得了目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星。为获取斜路径电离层格网产品，首先需要逐站逐卫星提取高精度斜路径电离层延迟。由于相位观测值受多路径影响小，观测值精度较高，可用于提取斜路径电离层延迟，但提取精度受限于模糊度解算精度。将无几何距离(Geometry-Free,GF)相位组合观测值中模糊度分解为宽巷和窄巷模糊度，得到公式(1)：
Figure BDA0003822672370000061
公式(1)中，
Figure BDA0003822672370000062
表示的是无几何距离相位观测值，下标1、2表示对应频率，WL、NL表示宽巷、窄巷组合；λ、γ分别为波长、电离层映射因子，其中
Figure BDA0003822672370000063
Figure BDA0003822672370000064
分别为频率1、2上包含接收机和卫星端硬件延迟影响的实数模糊度，
Figure BDA0003822672370000065
则表示不包含接收机和卫星端硬件延迟影响的相应形式的实数(或整周)模糊度；br、bs分别表示接收机、卫星端的硬件延迟；I表示频率1上的斜路径电离层延迟。在参考站PPP模糊度固定后，可获得精度较高的非差整周宽巷模糊度和非差整周窄巷模糊度，根据公式(1)即可实现高精度斜路径电离层延迟的提取。
S12：通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟。
选取区域中心点，根据测站与区域中心点的经纬度关系列立多项式，多项式的表达式如公式(2)所示：
I＝C00+C01(lat-lat0)+C10(lon-lon0)+C11(lat-lat0)(lon-lon0) (2)
公式(2)中，lon、lat分别为建模参考站的经纬度，lon0、lat0分别为区域中心点的经纬度，C00、C01、C10、C11为模型系数。
S13：在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。
多项式系数拟合模型拟合出参考站上每颗共视卫星的电离层延迟得到拟合电离层延迟，将实际电离层延迟与拟合电离层延迟作差，当差值满足第一预设要求时，说明拟合电离层延迟数据是可用的，故而可以根据拟合出的电离层延迟来进一步地通过反距离加权内插的方法获取预设区域格网点上的电离层延迟。对于第一预设要求、预设区域划分的格网数不作限定，根据实际情况确定。
本实施例所提供的获取电离层延迟的方法，包括：选取预设区域内的目标参考站目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星；根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟；通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟；在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。之前的根据所有卫星的电离层延迟来获取预设区域内的格网点上的电离层延迟的方法中，由于所有卫星中可能包含参考站观测不到的卫星，故而获取到的预设区域内的格网点上的电离层延迟不精确，而本实施例的方法中，由于共视卫星为预设区域内的目标参考站可以观测到的卫星，而预设区域范围内共视卫星的电离层延迟具有较强的时空相关性，因此根据目标参考站对应的共视卫星能够较准确地获取到预设区域内的各格网点上的电离层延迟，提高定位的准确性。
在实施中，为了能够选取合适的目标参考站，优选的实施方式是，选取预设区域内的目标参考站包括：
确定预设区域内的所有参考站；
获取各参考站对应的相位偏差产品；
利用相位偏差产品在对应的参考站上进行模糊度固定；
获取固定后定位精度满足第二预设要求的参考站；
将固定后定位精度满足第二预设要求的参考站作为预设区域内的目标参考站。
利用实时接收的相位偏差产品在参考站进行多系统精密单点定位(PrecisePoint Positioning，PPP)部分模糊度固定。选取固定后定位精度满足第二预设要求的参考站作为预设区域内的目标参考站。对于第二预设要求不作限定。本实施例中，利用实时接收的相位偏差产品在参考站进行PPP部分模糊度固定，对于无法固定或者固定后定位精度差于水平10cm，高于15cm的参考站进行剔除，不进行后续步骤。
本实施例所提供的选取目标参考站的方式中，对定位精度不高的参考站进行剔除，使得后续能够获取到较精确的电离层延迟。
上述步骤中对目标参考站进行选取，对于可以正常固定并通过定位精度检验的参考站，可以逐卫星进行检查来选取共视卫星。优选的实施方式是，选取目标参考站对应的共视卫星包括：
获取目标参考站观测到的所有卫星；
获取各卫星的高度角和目标参考站观测到各卫星的时长；
从卫星中获取目标卫星；其中，目标卫星为高度角大于阈值和/或时长大于预设时长的卫星；
获取同时段、同区域内目标参考站观测到各目标卫星的概率；
获取概率满足第三预设要求的目标卫星；
将概率满足第三预设要求的目标卫星作为目标参考站对应的共视卫星。
在选取共视卫星时，首先获取目标参考站观测到的卫星，由于所有观测到的卫星中可能包含无效的卫星，如高度角(高度角指的是观测站与卫星的之间的连线与水平面的夹角)低于阈值、连续观测的时长较短的卫星，因此，需要把这些无效的卫星进行剔除。对于阈值、预设时长的值不作限定，本实施例中剔除高度角低于12°、连续观测时间低于5min的卫星。在从所有卫星中剔除无效卫星之后，进一步地确定共视卫星。根据同时段、同区域目标参考站能够观测到的卫星的概率来选取共视卫星。对于第三预设要求的值不作限定。在筛选共视卫星中，筛选同时段区域内所有测站均可观测到的卫星，同时考虑用的最多的卫星和最多的参考站(对于某些卫星若90％以上的参考站均可观测到，则同样选取)。
本实施例所提供的选取共视卫星的方式，首先剔除无效的卫星，然后从无效的卫星中选取能够观测到的概率满足要求的卫星作为共视卫星，使得能够较精确地获取到电离层延迟。
在通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟时，具体包括如下步骤：
获取预设区域的中心点的经纬度坐标以及各目标参考站的经纬度坐标；
根据中心点的经纬度坐标以及目标参考站的经纬度坐标建立拟合电离层延迟多项式方程；
通过最小二乘法求解拟合电离层延迟多项式方程的拟合系数以便建立多项式系数拟合模型；
通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟。
先通过上述实施例中进行PPP模糊度固定时的卫星模糊度固定情况对每颗卫星每个格网点上的产品精度进行确权，然后根据该权值，利用区域参考站逐卫星拟合电离层延迟的多项式系数，并进行迭代，直到满足条件。
其中，根据公式(3)、公式(4)和公式(5)进行多项式系数拟合：
δIai＝C00 (3)
δIai＝C00+C01(φ-φ0)+C10(λ-λ0) (4)
δIai＝C00+C01(φ-φ0)+C10(λ-λ0)+C11(φ-φ0)(λ-λ0) (5)
公式(3)、公式(4)和公式(5)为电离层多项式拟合方程类型，根据有效参考站数量进行选择。目前通过公式(5)作为多项式拟合方程；在参考站数量少区域小的情况下，如为了某地的服务水平专门划分的小区域，可以采用公式(4)作为多项式拟合方程；公式(3)则是本站拟合时使用，仅测试单站时使用。其中，δIai为参考站上电离层延迟误差；C00，C01，C10，C11为多项式拟合系数；φ和λ为当前参考站的纬度和经度；φ0和λ0为区域内中心点纬度和经度。通过最小二乘法可解算得到多项式拟合系数，通过多项式系数拟合模型拟合出的参考站每颗共视卫星的电离层延迟。
在实施中，为了获取到格网点的精度，优选的实施方式是，在根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟之后，获取电离层延迟的方法还包括：
获取实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值；
将差值作为共视卫星的电离层延迟残差；
获取各格网点的经纬度坐标；
根据各格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各格网点的电离层延迟残差。
多项式方程拟合出的参考站每颗共视卫星的电离层延迟减去提取的每颗共视卫星的电离层延迟可获得参考站上每颗共视卫星的电离层残差。根据区域格网点编号可获得格网点位置，通过反距离加权内插方法即可获得每个格网点的电离层残差。
本实施例所提供的在获取到格网点上的电离层延迟之后，获取各格网点的残差，使得用户能够了解到格网点的精度。
为了获取到电离层延迟产品，优选的实施方式是，在根据各格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各格网点的电离层残差之后，获取电离层延迟的方法还包括：
获取共视卫星的信号频率；
根据信号频率、拟合电离层延迟、共视卫星的电离层延迟残差分别获取共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟。
卫星i在参考格网k上伪距测量值斜路径电离层延迟可通过公式(6)进行计算，载波相位测量值斜路径电离层延迟
Figure BDA0003822672370000101
可通过公式(7)进行计算：
Figure BDA0003822672370000111
Figure BDA0003822672370000112
公式(6)、公式(7)中，f表示的是卫星信号的频率；
Figure BDA0003822672370000113
表示t时刻卫星i伪距测量值斜路径电离层延迟，单位为米；
Figure BDA0003822672370000114
为t时刻卫星i载波相位测量值斜路径电离层延迟，单位为米；
Figure BDA0003822672370000115
为由多项式方程计算得到的卫星i的斜路径电离层延迟，单位为TECU；
Figure BDA0003822672370000116
由格网内插得到的卫星i的斜路径电离层延迟残差，单位为TECU；当没有格网电离层残差信息时，可设为0；当有格网电离层残差信息时，可通过公式(8)计算：
Figure BDA0003822672370000117
公式(8)中，wk为参与内插计算的格网的权；
Figure BDA0003822672370000118
为格网k上卫星i的斜路径电离层延迟残差，单位为TECU；N为格网数，取值为3或4。
本实施例的方法中，根据信号频率、拟合电离层延迟、共视卫星的电离层延迟残差生成格网点电离层延迟产品，使得用户可以利用格网产品，辅助定位。
在实施中，为了方便用户定位，优选的实施方式是，根据信号频率、拟合电离层延迟、共视卫星的电离层延迟残差分别获取共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟包括：
获取用户的经纬度信息；
根据用户的经纬度信息获取预设区域内的格网点中距离用户最近的格网点；
根据信号频率、拟合电离层延迟、共视卫星的电离层延迟残差分别获取共视卫星在距离用户最近的格网点上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟。
本实施例所提供的方法，使得用户可以根据距离自身最近的格网点来获取所在的参考站的斜路径电离层延迟，方便定位。
在上述实施例中，对于获取电离层延迟的方法进行了详细描述，本申请还提供获取电离层延迟的装置对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件的角度。
图2为本申请的一实施例提供的获取电离层延迟的装置的结构图。本实施例基于功能模块的角度，包括：
选取模块10，用于选取预设区域内的目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星；
第一获取模块11，用于根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟；
第二获取模块12，用于通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟；
第三获取模块13，用于在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
本实施例所提供的获取电离层延迟的装置中，通过选取模块选取预设区域内的目标参考站以及目标参考站对应的共视卫星；通过第一获取模块根据目标参考站观测的数据获取共视卫星的实际电离层延迟；利用第二获取模块通过多项式系数拟合模型获取共视卫星的拟合电离层延迟；通过第三获取模块在实际电离层延迟与拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据拟合电离层延迟获取预设区域内各格网点上的电离层延迟。之前的根据所有卫星的电离层延迟来获取预设区域内的格网点上的电离层延迟的装置中，由于所有卫星中可能包含参考站观测不到的卫星，故而获取到的预设区域内的格网点上的电离层延迟不精确，而本实施例的装置中，由于共视卫星为预设区域内的目标参考站可以观测到的卫星，而预设区域范围内共视卫星的电离层延迟具有较强的时空相关性，因此根据目标参考站对应的共视卫星能够较准确地获取到预设区域内的各格网点上的电离层延迟，提高定位的准确性。
图3为本申请另一实施例提供的获取电离层延迟的装置的结构图。本实施例基于硬件角度，如图3所示，获取电离层延迟的装置包括：
存储器20，用于存储计算机程序；
处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的获取电离层延迟的方法的步骤。
本实施例提供的获取电离层延迟的装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的获取电离层延迟的方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于上述所提到的获取电离层延迟的方法所涉及到的数据等。
在一些实施例中，获取电离层延迟的装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对获取电离层延迟的装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
本申请实施例提供的获取电离层延迟的装置，包括存储器和处理器，处理器在执行存储器存储的程序时，能够实现如下方法：获取电离层延迟的方法，效果同上。
最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。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实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请提供的计算机可读存储介质包括上述提到的获取电离层延迟的方法，效果同上。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图4和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。图4为本申请实施例提供的一种PPP-RTK斜路径电离层格网产品生成方法的流程图。精密单点定位-实时动态定位(Precise Point Positioning-Real-Time Kinematic，PPP-RTK)高精度融合关键技术涉及到卫星导航定位技术的多个方面，包括实时相位小数偏差估计、基于地基参考网络的区域大气增强改正数的提取与格网建模以及PPP快速模糊度固定等技术。其中区域增强改正数包括电离层、对流层生成方法和格网建模研究。PPP-RTK快速精密定位需要大气延迟信息的增强，因此需要利用已有参考网络，研究区域大气改正数误差特性与格网建模方法，实现区域大气增强改正数提取与建模。用户可通过自身所处的位置获取相应地区的大气改正数，在大气产品的辅助下实现快速模糊度固定，在短时间内获得厘米级的定位结果。如图4所示，该方法包括：
S14：获取区域参考站数据流、事实轨道、钟差、UPD产品；
S15：电离层延迟提取；
S16：格网产品生成；
S17：获取高精度、高可靠性、高连续性的电离层格网产品。
其中，步骤S15的电离层延迟提取具体包括如下步骤：
S151：区域参考站PPP模糊度固定；
S152：相差卫星的检测与剔除；
S153：按照所有测站最多和所共视卫星最多的原则逐站提取斜路径电离层延迟估值、确定精度信息。
步骤S16的格网产品生成具体包括如下步骤：
S161：拟合每颗共视卫星的电离层延迟多项式系数；
S162：质量控制(验后残差检验等)；
S163：就近原则求取格网点电离层延迟产品、残差值、精度信息。
本实施例的方法中，对区域内的参考站进行模糊度固定的PPP定位，提取每颗卫星的电离层延迟，并采取多项式模型拟合得到各个格网点上的斜路径电离层产品；基于区域内测站的共视卫星数量和测站数量考虑，以尽可能利用最多测站和最多共视卫星的方案进行选星，利用在一定区域范围内可共视的卫星的斜路径电离层延迟具有较强的时空相关性的特性来生成这些卫星的电离层格网产品；在求取电离层格网产品的同时，也生成每个格网点的残差值，用来表示格网点产品的精度，用户可以灵活地根据精度信息更精确地利用格网产品，辅助定位。
以上对本申请所提供的一种获取电离层延迟的方法、装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，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。

Claims (10)

1.一种获取电离层延迟的方法，其特征在于，包括：
选取预设区域内的目标参考站以及所述目标参考站对应的共视卫星；
根据所述目标参考站观测的数据获取所述共视卫星的实际电离层延迟；
通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟；
在所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟。
2.根据权利要求1所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，所述选取预设区域内的目标参考站包括：
确定所述预设区域内的所有参考站；
获取各所述参考站对应的相位偏差产品；
利用所述相位偏差产品在对应的所述参考站上进行模糊度固定；
获取固定后定位精度满足第二预设要求的所述参考站；
将固定后定位精度满足所述第二预设要求的所述参考站作为所述预设区域内的所述目标参考站。
3.根据权利要求1或2所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，选取所述目标参考站对应的所述共视卫星包括：
获取所述目标参考站观测到的所有卫星；
获取各所述卫星的高度角和所述目标参考站观测到各所述卫星的时长；
从所述卫星中获取目标卫星；其中，所述目标卫星为所述高度角大于阈值和/或所述时长大于预设时长的所述卫星；
获取同时段、同区域内所述目标参考站观测到各所述目标卫星的概率；
获取所述概率满足第三预设要求的所述目标卫星；
将所述概率满足所述第三预设要求的所述目标卫星作为所述目标参考站对应的所述共视卫星。
4.根据权利要求3所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，所述通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟包括：
获取所述预设区域的中心点的经纬度坐标以及各所述目标参考站的经纬度坐标；
根据所述中心点的经纬度坐标以及所述目标参考站的经纬度坐标建立拟合电离层延迟多项式方程；
通过最小二乘法求解所述拟合电离层延迟多项式方程的拟合系数以便建立所述多项式系数拟合模型；
通过所述多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的所述拟合电离层延迟。
5.根据权利要求4所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，在所述根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟之后，所述方法还包括：
获取所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值；
将所述差值作为所述共视卫星的电离层延迟残差；
获取各所述格网点的经纬度坐标；
根据各所述格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各所述格网点的电离层延迟残差。
6.根据权利要求5所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，在所述根据各所述格网点的经纬度坐标并通过反距离加权内插方法获取各所述格网点的电离层残差之后，所述方法还包括：
获取所述共视卫星的信号频率；
根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟。
7.根据权利要求6所述的获取电离层延迟的方法，其特征在于，所述根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在预设参考格网上的伪距测量值斜路径电离层延迟以及载波相位测量值斜路径电离层延迟包括：
获取所述用户的经纬度信息；
根据所述用户的经纬度信息获取所述预设区域内的所述格网点中距离所述用户最近的所述格网点；
根据所述信号频率、所述拟合电离层延迟、所述共视卫星的电离层延迟残差分别获取所述共视卫星在距离所述用户最近的所述格网点上的所述伪距测量值斜路径电离层延迟以及所述载波相位测量值斜路径电离层延迟。
8.一种获取电离层延迟的装置，其特征在于，包括：
选取模块，用于选取预设区域内的目标参考站以及所述目标参考站对应的共视卫星；
第一获取模块，用于根据所述目标参考站观测的数据获取所述共视卫星的实际电离层延迟；
第二获取模块，用于通过多项式系数拟合模型获取所述共视卫星的拟合电离层延迟；
第三获取模块，用于在所述实际电离层延迟与所述拟合电离层延迟的差值满足第一预设要求的情况下，根据所述拟合电离层延迟获取所述预设区域内各格网点上的电离层延迟。
9.一种获取电离层延迟的装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的获取电离层延迟的方法的步骤。
10.一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7任一项所述的获取电离层延迟的方法的步骤。
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CN116931007A (zh) * 2023-08-31 2023-10-24 腾讯科技（深圳）有限公司 电离层延迟处理方法、装置、设备及存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115616616A (zh) * 2022-12-19 2023-01-17 涟漪位置(广州)科技有限公司 一种确定卫星定位系统可靠性的方法、装置、设备及介质
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