CN116449400A - 一种北斗三号ppp服务实时卫星钟差评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法及系统，涉及卫星高精度定位技术领域，包括选定每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，通过不固定参考星的双差算法得到全时段的双差卫星钟差时间序列。对相同卫星前后相邻两个历元的双差卫星钟差作差得到后一个历元的三差卫星钟差，统计后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差的平均值，在该平均值超出预设阈值时，将后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，并计算得到评价指标。本申请能够解决北斗三号PPP服务实时卫星钟差改正数不连续、双差计算时参考星切换频繁导致的评价数据利用率低、评价指标失真的问题。
Description
技术领域
本发明涉及卫星高精度定位技术领域，特别涉及一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法及系统。
背景技术
北斗三号精密单点定位服务按服务范围可分为全球服务和区域服务，两者的区别在于生成改正数采用的地面基准站网分别为全球和区域分布。无论全球还是区域精密单点定位服务，均向用户提供实时空间状态域改正数，包括卫星轨道改正数、卫星钟差改正数、卫星码间偏差改正数等。由于各类改正数的精度直接影响用户定位性能，因此有必要对各类改正数进行精度评价。
为评价精密单点定位服务各类改正数的精度，首先需要将实时空间状态域改正数恢复为实时卫星产品，然后将实时卫星产品与精度足够高的事后卫星产品比对，从而得到相应的评价指标。与轨道等改正数相比，卫星钟差改正数的评价方法更为复杂。由于实时卫星和事后卫星钟差采用了不同的时钟基准，因此不能直接对两者作差。为消除两类卫星钟差间的时钟基准差异，传统卫星钟差评价方法采用双差算法进行处理。具体包括：（1）选定一颗卫星作为参考星；（2）实时和事后两类产品内部分别进行第一次作差，即：非参考星与参考星的钟差作差，得到单差卫星钟差；（3）实时和事后产品间进行第二次作差，即：将第(2)步中的两套单差卫星钟差作差，得到双差卫星钟差；（4）计算双差卫星钟差的评价指标，最终得到实时卫星产品的钟差精度。
以上方法适用于对采用全球分布地面基准站网生成的卫星钟差改正数评估，但不适用于北斗三号精密单点定位服务，这是由于当前阶段北斗三号精密单点定位服务的卫星钟差改正数是通过区域分布地面基准站网生成的。该问题将导致：（1）选定的固定参考星仅在部分时段有连续的钟差改正数，在没有选定参考星改正数的时段，无法进行钟差精度评价。（2）在不固定参考卫星的情况下，虽然可以得到全时段的双差改正数时间序列，但参考卫星的频繁切换，会导致双差卫星钟差的时间序列跳变，直接对存在跳变的序列统计将使评价指标失真。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本申请实施例提供一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法及系统，解决北斗三号PPP服务实时卫星钟差改正数不连续、双差计算时参考星切换频繁导致的评价数据利用率低、评价指标失真的问题。
第一方面，提供了一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，所述方法包括：
获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；所述实时卫星钟差包括北斗三号卫星和GPS卫星的实时钟差；分别选定与每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列；
从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将所述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差。按照所述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列；
分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，得到评价指标。
一些实施例中，获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；所述实时卫星钟差包括北斗三号卫星和GPS卫星的实时钟差；分别选定与每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列；
从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将所述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差。按照所述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列；
分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，得到评价指标。
一些实施例中，采用下述公式计算得到所述广播卫星钟差：
其中，用于表示广播卫星钟差，af0、af1、以及af2均用于表示广播星历中的钟差参数，t用于表示当前时刻，toc用于表示钟差参数的参考时刻，/>用于表示实时卫星钟差的卫星编号；
采用下述公式计算得到所述实时卫星钟差：
其中，用于表示实时卫星钟差，/>用于表示实时钟差改正数，c0用于表示光速。
一些实施例中，当所述北斗三号实时卫星的实时卫星钟差的信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将北斗三号实时卫星的实时卫星钟差的信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致，具体包括如下步骤：
采用下述公式计算得到调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差：
其中，用于表示调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，/>用于表示调整信号基准前的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，fB1I用于表示B1I信号频率，fB3I用于表示B3I信号频率，bSi，B1I用于表示B1I信号伪距硬件偏差，bSi，B3I用于表示B3I信号伪距硬件偏差，Si用于表示北斗三号卫星的卫星编号；
（bSi，B1I-bSi，B3I）用于表示B1I信号和B3I信号的码间偏差，根据北斗三号精密单点定位服务的实时码间偏差改正数得到该码间偏差。
一些实施例中，通过北斗三号精密单点定位服务获取所述钟差改正数组合，钟差改正数组合中包含按照卫星编号由小到大排列的多个待选定卫星的钟差改正数，第一个卫星指卫星编号最小的待选定卫星。
一些实施例中，所述利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列，具体包括如下步骤：
将北斗三号卫星和GPS卫星分别作为待评估卫星，将待评估卫星和参考星的实时钟差作差得到实时单差卫星钟差，将待评估卫星和参考星的事后钟差作差得到事后单差卫星钟差；
将每个历元对应的实时单差卫星钟差和事后单差卫星钟差均作差，得到多个双差卫星钟差，由所有双差卫星钟差得到双差卫星钟差时间序列。
一些实施例中，所述后一个历元的三差卫星钟差是指前后相邻两个历元双差卫星钟差之差。
一些实施例中，所述预设阈值为前一连续弧段的三差卫星钟差的三倍标准差。
一些实施例中，所述分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标，具体包括如下步骤：
根据所述钟差改正数组合，识别所述卫星的连续弧段；
根据所述双差卫星钟差时间序列，得到所述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度；
根据所述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度，得到所述卫星在所有连续弧段的平均实时钟差精度；
根据所有所述卫星的平均实时钟差精度，得到每个类型所述卫星的整体平均实时钟差精度，由所有类型所述卫星的整体平均实时钟差精度，得到所述评价指标。
第二方面，提供了一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价系统，基于所述的实时卫星钟差评价方法，所述系统包括：
双差卫星钟差生成模块，其用于获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；还用于分别选定与每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用非固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列；
跳变消除模块，其用于从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将所述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差。按照上述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列；
评价指标生成模块，其用于分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
通过选定每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，解决实时卫星钟差改正数不连续，导致固定参考星的双差卫星钟差不连续问题。
利用不固定参考星的双差算法即改进的双差算法，生成基于非固定参考星的全时段的双差卫星钟差时间序列，解决了固定参考卫星导致的评价数据利用率低问题，使得全时段的卫星钟差改正数都可用于评价，提高评价数据利用率。
利用参考星变化特性，对相同卫星前后相邻两个历元的双差卫星钟差作差得到后一历元的三差卫星钟差，统计后一历元的所有卫星的三差卫星钟差的平均值，在该平均值超出预设阈值时，将后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，提高评价指标准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对发明内容描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例中实时卫星钟差评价方法的流程示意图。
图2是本发明实施例中获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差的流程示意图。
图3是本发明实施例中利用非固定参考星的双差算法得到全时段的双差卫星钟差时间序列的流程示意图。
图4是本发明实施例中分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，附图所描述的仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
如图1所示，本发明提出一种北斗三号PPP（Precise Point Positioning，精密单点定位）服务实时卫星钟差评价方法，包括选定每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，通过不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列。对相同卫星前后相邻两个历元的双差卫星钟差作差得到后一个历元的三差卫星钟差，统计后一个历元的所有卫星的所有三差卫星钟差的平均值，在该平均值超出预设阈值时，将后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列。分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列得到评价指标。本申请能够解决北斗三号PPP服务实时卫星钟差改正数不连续、双差计算时参考星切换频繁导致的评价数据利用率低、评价指标失真的问题。
在本实施例中，本发明适用于各类使用精密单点定位服务的领域，特别适用于使用北斗三号精密单点定位服务时的实时卫星钟差改正数评价。
通过选定每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，解决实时卫星钟差改正数不连续，导致固定参考星的双差卫星钟差不连续问题。
利用不固定参考星的双差算法即改进的双差算法，生成基于非固定参考星的全时段的双差卫星钟差时间序列，解决了固定参考卫星导致的评价数据利用率低问题，使得全时段的卫星钟差改正数都可用于评价，提高评价数据利用率。
利用参考星变化特性，对相同卫星前后相邻两个历元的双差卫星钟差作差得到后一历元的三差卫星钟差，统计后一历元的所有卫星的三差卫星钟差的平均值，在该平均值超出预设阈值时，将后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，消除基于非固定参考星的双差卫星钟差时间序列跳变，提高评价指标准确性。
具体的，如图1所示，上述北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法包括：
步骤S1、获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致。上述实时卫星包括BDS（BeiDou-3 Navigation Satellite System，北斗三号卫星）和GPS（GlobalPositioning System，全球定位系统）卫星。分别选定与每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列。
步骤S2、从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将上述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差。按照上述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列上述。
步骤S3、分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，得到评价指标。
在本实施例中，步骤S1为利用改进的双差算法，生成基于非固定参考星的双差卫星钟差时间序列。步骤S2为利用参考星变化特性，消除基于非固定参考星的双差卫星钟差时间序列跳变。步骤S3为通过自动识别连续弧段，实现按弧段计算双差卫星钟差时间序列评价指标。
在较佳的实施例中，如图2所示，上述获取实时卫星的实时卫星钟差，具体包括如下步骤：
步骤S11a、通过北斗三号精密单点定位服务获取北斗三号卫星和GPS卫星的实时钟差改正数。
步骤S12a、通过广播星历计算得到广播卫星钟差。
步骤S13a、结合上述实时钟差改正数和上述广播卫星钟差，处理得到上述实时卫星钟差。
在本实施例中，目前北斗三号精密单点定位服务提供了北斗三号和GPS卫星的实时钟差改正数，由于其修正对象是广播星历，因此首先需要通过广播星历计算得到广播卫星钟差。
在一个具体实施中，步骤S12a中，采用下述公式（1）计算得到广播卫星钟差：
其中，用于表示广播卫星钟差，af0、af1、以及af2均用于表示广播星历中的钟差参数，t用于表示当前时刻，toc用于表示钟差参数的参考时刻，/>用于表示实时卫星钟差的卫星编号。
步骤S13a中，采用下述公式（2）计算得到上述实时卫星钟差：
其中，用于表示实时卫星钟差，/>用于表示实时钟差改正数，c0用于表示光速。
进一步的，由于北斗三号广播卫星钟差以信号为基准，GPS广播卫星钟差以L1/L2的IF（Ionosphere-Free，消电离层组合）信号为基准，因此通过广播星历得到的北斗三号卫星和GPS卫星的广播卫星钟差分别表示为。通过步骤S12a可得到所有北斗三号卫星和GPS卫星的广播卫星钟差：
其中，Si用于表示北斗三号卫星的卫星编号，Sj用于表示GPS卫星的卫星编号，i、j均为正整数。
通过步骤S12a得到北斗三号卫星和GPS卫星的广播卫星钟差后，步骤S13a中，结合精密单点定位服务提供的实时钟差改正数，即可恢复出北斗三号卫星和GPS卫星的实时精密卫星钟差：
。
在较佳的实施例中，当上述北斗三号卫星的信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将北斗三号卫星的信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致，具体包括如下步骤：
采用下述公式（3）计算得到调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差：
其中，用于表示调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，/>用于表示调整信号基准前的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，fB1I用于表示B1I信号频率，fB3I用于表示B3I信号频率，bSi，B1I用于表示B1I信号伪距硬件偏差，bSi，B3I用于表示B3I信号伪距硬件偏差，Si用于表示北斗三号卫星的卫星编号。
（bSi，B1I-bSi，B3I）用于表示B1I信号和B3I信号的码间偏差，根据北斗三号精密单点定位服务的实时码间偏差改正数得到该码间偏差。
在一个具体实施中，为了计算实时卫星钟差的精度，需要以精度足够高的事后精密卫星钟差产品（例如：IGS（International GNSS Service，国际GNSS服务）分析中心Final产品）为参考，且需确保实时和事后两类卫星钟差采用的时钟基准统一。
GPS卫星的实时卫星钟差采用的信号基准为L1/L2的IF组合信号，与事后卫星的一致。然而，北斗三号卫星的实时卫星钟差采用的信号基准与事后精密卫星钟差不一致：
北斗三号卫星的实时卫星钟差以B3I信号为基准，吸收了B3I信号伪距硬件偏差bSi，B3I。
北斗三号卫星的事后卫星钟差以B1I/B3I的IF组合信号为基准，吸收的是B1I/B3I组合信号伪距硬件偏差bSi，IFB1I，B3I。
针对实时和事后这两类产品中北斗三号卫星钟差吸收的伪距偏差不一致的问题，需借助卫星码间偏差改正，使吸收的伪距硬件偏差
bSi，B3I统一为bSi，IFB1I，B3I，具体计算方法参考公式（3）。
在较佳的实施例中，通过北斗三号精密单点定位服务获取上述钟差改正数组合，钟差改正数组合中包含按照卫星编号由小到大排列的多个待选定卫星的钟差改正数，第一个卫星指卫星编号最小的待选定卫星。该卫星是不固定的，取决于北斗三号PPP服务提供的实时卫星钟差改正数组合。
上述利用改进的双差算法，得到实时卫星全时段的双差卫星钟差时间序列，如图3所示，具体包括如下步骤：
步骤S21a、将北斗三号卫星和GPS卫星分别作为待评估卫星，将待评估卫星和参考星的实时钟差作差得到实时单差卫星钟差，将待评估卫星和参考星的事后钟差作差得到事后单差卫星钟差。
步骤S22a、将每个历元对应的实时单差卫星钟差和事后单差卫星钟差均作差，得到多个双差卫星钟差，由所有双差卫星钟差得到双差卫星钟差时间序列。从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始计算三差卫星钟差，进而计算双差卫星钟差调整量，最终得到调整后的全时段无跳变双差卫星钟差序列。
在一个具体实施中，与传统双差算法选择固定参考星不同，本发明中进行双差时各历元的参考星可以不固定。分三步得到基于非固定参考星的双差钟差时间序列。
首先是选定参考星，由于每个历元都对应一组钟差改正数的组合，本发明选择每组钟差改正数中的第一颗卫星为参考星，每组钟差改正数中的第一个卫星是可变的，例如，对应历元1，钟差改正数组合中的钟差改正数对应的卫星排序为C19，C20，C21…，此时参考星选排第一的C19。对应历元2，钟差改正数组合中的钟差改正数对应的卫星排序为C21，C23，C24…，此时参考星选排第一的C21。在现有技术中是指定一个卫星为固定参考星，若指定C19为固定参考星，那么历元2就没有参考星，进而导致历元2无法参与质量评价，本发明选定每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，利用不固定的参考星进行双差算法即改进的双差算法，生成基于非固定参考星的全时段的双差卫星钟差时间序列，解决了固定参考卫星导致的评价数据利用率低问题，使得全时段的卫星钟差改正数都可用于评价，提高评价数据利用率。
选定非固定参考星后，实时卫星钟差和事后卫星钟差内部分别进行单差，得到两组单差卫星钟差。北斗三号卫星的两组单差卫星钟差采用下述公式（4）计算得到如下：
其中，用于表示待评价北斗三号卫星的实时单差卫星钟差，/>用于表示待评价北斗三号卫星的调整信号基准后的实时卫星钟差，/>用于表示参考星的实时卫星钟差，/>用于表示事后单差卫星钟差，/>用于表示待评价北斗三号卫星的事后卫星钟差，/>用于表示参考星的事后卫星钟差。
GPS卫星的两组单差卫星钟差采用下述公式（5）计算得到如下：
其中，用于表示待评价GPS卫星的实时单差卫星钟差，/>用于表示待评价GPS卫星的实时卫星钟差，/>用于表示参考星的实时卫星钟差，用于表示待评价GPS卫星的事后单差卫星钟差，/>用于表示待评价GPS卫星的事后卫星钟差，/>用于表示参考星的事后卫星钟差。
对两类产品相同卫星的单差钟差作差，得到双差卫星钟差。北斗三号卫星的双差卫星钟差采用下述公式（6）计算得到如下：
其中，用于表示北斗三号卫星的双差卫星钟差。
GPS卫星的双差卫星钟差采用下述公式（7）计算得到如下：
其中，用于表示GPS卫星的双差卫星钟差。
经过上述步骤，即可得全时段的北斗三号卫星和GPS卫星的双差卫星钟差序列：
其中，1-k表示全时段的历元编号，k为正整数。
在较佳的实施例中，上述后一个历元的三差卫星钟差是指前后相邻两个历元双差卫星钟差之差，上述预设阈值为前一连续弧段的三差卫星钟差的三倍标准差。
在一个具体实施例中，对相同卫星前后两个历元tn-1、tn的双差卫星钟差作差，得到后一个历元tn的三差卫星钟差。北斗三号卫星的三差卫星钟差采用下述公式（8）计算得到如下：
其中，用于表示北斗三号卫星的三差卫星钟差，n为正整数。
GPS卫星的三差卫星钟差采用下述公式（9）计算得到如下：
其中，用于表示GPS卫星的三差卫星钟差。
对历元tn统计各系统内所有三差卫星钟差的平均值。北斗三号卫星的三差卫星钟差取平均值采用下述公式（10）计算得到如下：
其中，ABDS(tn)用于表示北斗三号卫星的三差卫星钟差取平均值，Mean[i]表示取平均值。
GPS卫星的三差卫星钟差取平均值采用下述公式（11）计算得到如下：
其中，AGPS(tn)用于表示GPS卫星的三差卫星钟差取平均值。
判断历元tn时三差卫星钟差的平均值是否超过阈值。若未超过阈值，则不做调整。若超过阈值，调整当前历元双差卫星钟差。北斗三号卫星采用下述公式（12）调整当前历元双差卫星钟差：
其中，用于表示北斗三号卫星调整后的双差卫星钟差，TDthreshold表示三差钟差阈值，该阈值通过计算前一连续弧段三差卫星钟差的3倍标准差得到。
GPS卫星采用下述公式（13）调整当前历元双差卫星钟差：
其中，用于表示GPS卫星调整后的双差卫星钟差。
经过上述步骤，从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始遍历处理，即可得北斗三号卫星和GPS卫星的调整后的全时段无跳变双差卫星钟差序列：
。
在较佳的实施例中，上述分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标，如图4所示，具体包括如下步骤：
步骤S31a、根据上述钟差改正数组合，识别上述卫星的连续弧段。
步骤S32a、根据上述双差卫星钟差时间序列，得到上述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度上述。
步骤S33a、根据上述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度，得到上述卫星在所有连续弧段的平均实时钟差精度。
步骤S34a、根据所有上述卫星的平均实时钟差精度，得到每个类型上述卫星的整体平均实时钟差精度，由所有类型上述卫星的整体平均实时钟差精度，得到上述评价指标。
在本实施例中，卫星连续弧段识别。对于某一段足够长的改正数时间序列，各卫星改正数的可用时段不连续，被割裂为若干不连续弧段。依据卫星的重访周期，确定每个周期内卫星不在地面基准站网可视范围的时长Tbeyond，以连续卫星改正数前、后的Tbeyond时段内无改正数为标准，识别出弧段的起始时刻tarc_start和终止时刻tarc_end。基于该方法，可得到卫星连续弧段对应的时段为[tarc_start, tarc_end]。
统计各卫星各弧段内的双差卫星钟差精度。对某一卫星连续弧段arcp，统计卫星双差卫星钟差的均方根和标准差/>。
均方根采用下述公式（14）得到：
其中，表示取均方根值。
标准差采用下述公式（15）得到：
其中，表示取标准差。
经过上述步骤，即可得北斗三号卫星和GPS卫星的不同弧段的钟差精度指标：
统计各卫星所有弧段的平均钟差精度。对各卫星所有弧段的钟差标准差和均方根值取平均，得到卫星的平均钟差标准差和均方根/>：
。
经过上述步骤，即可得到北斗三号卫星和GPS卫星的平均钟差精度：
统计各系统的整体卫星钟差精度。对各卫星系统，统计各卫星钟差标准差平均值和均方根平均值/>：/>
。
经过上述步骤，即可得到北斗三号精密单点定位服务北斗三号和GPS实时钟差改正数的整体精度指标：
本发明还提供一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价系统，基于上述实时卫星钟差评价方法，包括双差卫星钟差生成模块、跳变消除模块、以及评价指标生成模块。
双差卫星钟差生成模块，其用于获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；还用于分别选定与每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用非固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列。
跳变消除模块，其用于从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将上述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差。按照上述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列。
评价指标生成模块，其用于分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标。
本实施例的评价系统，适用于上述各评价方法。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，包括：
获取北斗三号精密单点定位PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；所述实时卫星钟差包括北斗三号卫星和GPS卫星的实时钟差；分别选定与每个历元对应的实时卫星钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列；
从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将所述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差；按照所述作差操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列；
分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列，得到评价指标。
2.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，所述获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，具体包括如下步骤：
通过北斗三号精密单点定位服务获取北斗三号卫星和GPS卫星的实时钟差改正数；
通过广播星历计算得到广播卫星钟差；
结合所述实时钟差改正数和所述广播卫星钟差，处理得到所述实时卫星钟差。
3.如权利要求2所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，采用下述公式计算得到所述广播卫星钟差：
其中，用于表示广播卫星钟差，af0、af1、以及af2均用于表示广播星历中的钟差参数，t用于表示当前时刻，toc用于表示钟差参数的参考时刻，/>用于表示实时卫星钟差的卫星编号；
采用下述公式计算得到所述实时卫星钟差：
其中，用于表示实时卫星钟差，/>用于表示实时钟差改正数，c0用于表示光速。
4.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，当所述北斗三号实时卫星的实时卫星钟差的信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将北斗三号实时卫星的实时卫星钟差的信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致，具体包括如下步骤：
采用下述公式计算得到调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差：
其中，用于表示调整信号基准后的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，用于表示调整信号基准前的北斗三号实时卫星的实时卫星钟差，f B1I用于表示B1I信号频率，f B3I用于表示B3I信号频率，bSi，B1I用于表示B1I信号伪距硬件偏差，bSi，B3I用于表示B3I信号伪距硬件偏差，Si用于表示北斗三号卫星的卫星编号；
（bSi，B1I-bSi，B3I）用于表示B1I信号和B3I信号的码间偏差，根据北斗三号精密单点定位服务的实时码间偏差改正数得到该码间偏差。
5.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，通过北斗三号精密单点定位服务获取所述钟差改正数组合，钟差改正数组合中包含按照卫星编号由小到大排列的多个待选定卫星的钟差改正数，第一个卫星指卫星编号最小的待选定卫星。
6.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，所述利用不固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列，具体包括如下步骤：
将北斗三号卫星和GPS卫星分别作为待评估卫星，将待评估卫星和参考星的实时钟差作差得到实时单差卫星钟差，将待评估卫星和参考星的事后钟差作差得到事后单差卫星钟差；
将每个历元对应的实时单差卫星钟差和事后单差卫星钟差均作差，得到多个双差卫星钟差，由所有双差卫星钟差得到双差卫星钟差时间序列。
7.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，所述后一个历元的三差卫星钟差是指前后相邻两个历元双差卫星钟差之差。
8.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，所述预设阈值为前一连续弧段的三差卫星钟差的三倍标准差。
9.如权利要求1所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法，其特征在于，所述分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标，具体包括如下步骤：
根据所述钟差改正数组合，识别所述卫星的连续弧段；
根据所述双差卫星钟差时间序列，得到所述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度；
根据所述卫星在每个连续弧段的实时钟差精度，得到所述卫星在所有连续弧段的平均实时钟差精度；
根据所有所述卫星的平均实时钟差精度，得到每个类型所述卫星的整体平均实时钟差精度，由所有类型所述卫星的整体平均实时钟差精度，得到所述评价指标。
10.一种北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价系统，其特征在于，基于权利要求1-9中任一项所述的北斗三号PPP服务实时卫星钟差评价方法；所述系统包括：
双差卫星钟差生成模块，其用于获取北斗三号PPP服务的实时卫星钟差，并在其信号基准与事后卫星钟差的信号基准不一致时，将其信号基准调整至与事后卫星钟差的信号基准一致；还用于分别选定与每个历元对应的钟差改正数组合中第一个卫星作为参考星，得到全时段的所有参考星，并利用非固定参考星的双差算法，得到全时段的双差卫星钟差时间序列；
跳变消除模块，其用于从双差卫星钟差时间序列的第2个历元开始，对相邻的前后两个历元的双差卫星钟差作差，得到后一个历元的三差卫星钟差，将后一个历元的所有卫星的三差卫星钟差取平均值，并在该平均值超出预设阈值时，将所述后一个历元的双差卫星钟差与该平均值作差；按照上述操作从前到后遍历双差卫星钟差时间序列，以得到消除跳变后的双差卫星钟差时间序列；
评价指标生成模块，其用于分弧段计算消除跳变后的双差卫星钟差时间序列的评价指标。
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