CN117031502A - 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 - Google Patents
实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117031502A CN117031502A CN202310808218.9A CN202310808218A CN117031502A CN 117031502 A CN117031502 A CN 117031502A CN 202310808218 A CN202310808218 A CN 202310808218A CN 117031502 A CN117031502 A CN 117031502A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- real
- satellite
- product
- zhong
- gui
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 10
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000005436 troposphere Substances 0.000 claims description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/13—Receivers
- G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
- G01S19/37—Hardware or software details of the signal processing chain
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Algebra (AREA)
- Software Systems (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Evolutionary Biology (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
本发明涉及一种实时PPP‑RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法。该方法包括：采集播发给用户的实时卫星钟轨改正产品和后处理生成的最终卫星钟轨改正产品；验证实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，获取实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布特性和先验故障概率，构建实时卫星钟轨残差假设检验模型；获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量，构建实时卫星钟轨改正产品检测阈值；比较所述检测统计量与所述检测阈值，对实时卫星钟轨改正产品进行初步异常检测；根故障情况下实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布，计算检测后的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险，并与需求完好性风险值进行对比检测；对检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航技术领域，具体涉及一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法。
背景技术
北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System，BDS)在灾害预防、遥感测绘、海洋开发等领域均有广泛应用，随着卫星导航向自动驾驶、智慧农业、精密海洋作业等与生命安全相关应用领域的拓展，用户对卫星导航定位服务提出更高的定位精度与完好性需求，亟需发展与高精度定位技术以及用户完好性需求相适配的完好性监测技术。
PPP-RTK是一项综合了PPP(precise point position，精密单点定位技术)和RTK(Real Time Kinematic，实时动态差分定位技术)优势的定位技术，是保障智能化、无人化应用场景时空信息高精度的重要技术手段。PPP-RTK主要通过全球和局域观测站获取卫星以及大气相关的改正产品，然后通过服务平台向用户实时播发卫星钟差、卫星轨道、卫星偏差、区域对流层以及区域电离层改正产品信息，用以修正用户观测量，减少用户端收敛时间、提高定位精度，达到实时高精度定位。
由于卫星信号的脆弱性、改正产品对误差的不完全表征、以及改正产品时效性有限等问题，PPP-RTK服务平台播发的改正产品存在一定不确定性，无法确保服务产品的完好性，进而难以支撑智能化、无人化应用场景对时空信息的高精度高完好性需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：采集PPP-RTK服务平台播发给用户的实时卫星钟轨改正产品以及后处理生成的最终卫星钟轨产品；
步骤2：通过最终卫星钟轨改正产品验证实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，获取实时卫星钟轨改正产品的误差统计分布特性以及实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率，构建实时卫星钟轨残差假设检验模型；
步骤3：获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量，基于获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率与实时卫星钟轨残差假设检验模型，根据用户所需导航性能要求的实时卫星钟轨改正产品连续性风险需求，计算实时卫星钟轨改正产品检测阈值；
步骤4：比较获取的实时卫星钟轨改正产品的检测统计量与实时卫星钟轨改正产品检测阈值，对实时卫星钟轨改正产品进行初步异常检测，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的连续性风险约束；
步骤5：根据在步骤2获取的故障情况下实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布，计算经过步骤4检测后的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险，并与需求完好性风险值进行对比，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的完好性风险约束；
步骤6：对经过步骤5检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定。
本发明的有益效果在于：
针对PPP-RTK服务平台提供的实时卫星钟轨改正产品存在不确定性、不具备完好性问题，本发明针对PPP-RTK技术提出一种实时卫星钟轨改正产品完好性监测方法，依托完好性监测站和服务平台，在连续性风险与完好性风险双重约束下，对实时卫星钟轨改正产品进行完好性监测。完成故障情况下卫星钟轨改正产品的异常检测以及无故障情况下卫星钟轨改正产品的质量标定，为卫星导航向智能化、无人化等高完好性需求应用场景拓展提供一种解决方案，具有重要意义。
附图说明
图1为一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法流程图。
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，都属于本发明保护的范围。
本发明提出的实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法能在在故障情况下对异常实时卫星钟轨改正产品进行有效监测，并在无故障情况下完成实时卫星钟轨改正产品的质量标定，下面结合附图对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如附图1所示，本发明提供的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法包括：
S1)采集PPP-RTK服务平台播发给用户的实时卫星钟轨改正产品以及后处理生成的最终卫星钟轨改正产品。
采集PPP-RTK服务平台播发给用户的实时卫星钟轨改正产品以及后处理生成的最终卫星钟轨改正产品。本领域技术人员都知道，所述实时卫星钟轨改正产品通常基于GNSS实时观测数据与实时处理算法生成。实时处理算法采用较为快速的处理算法，以求在短时间内获得初步的卫星钟差和轨道参数估计，服务实时用户。最终卫星钟轨改正产品是通过后处理生成的卫星钟轨改正产品，最终卫星钟轨改正产品的生成涉及更复杂的算法和模型，通常需要采用精密的轨道积分方法和时钟模型来进行数据分析和精确估计。该过程涉及大量的观测数据，通过对多个时段的数据进行整合、分析和建模，以获得更准确、稳定的卫星钟差和轨道参数。实时卫星钟轨改正产品和最终卫星钟轨改正产品是对采集的同一卫星信号做不同算法处理而生成的两个卫星钟轨改正产品，其生成过程可以使用本领域已知的任何方法，这里不再赘述。最终卫星钟轨改正产品的精度通常优于实时卫星钟轨改正产品一个数量级，可用作相应的实时卫星钟轨改正产品误差分析的参考真值。所采集的卫星钟轨改正产品样本数据必须满足以下基本条件：(1)采集的实时卫星钟轨改正产品和后处理生成的最终卫星钟轨改正产品必须与PPP-RTK服务平台正常服务期间播发给用户的卫星钟轨改正产品的生成方法保持一致；(2)卫星钟轨改正产品必须包含PPP-RTK服务区域内用户所有可见卫星；(3)卫星钟轨改正产品的采集时间不得少于3个月，且采集的卫星钟轨改正产品必须随着服务时间持续更新。
S2)通过最终卫星钟轨改正产品验证实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，获取实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布特性以及实时卫星钟轨改正产品先验故障概率，构建实时卫星钟轨残差假设检验模型。
由于最终卫星钟轨改正产品的精度与可靠性远优于实时卫星钟轨改正产品，因此将在步骤1所收集的最终卫星钟轨改正产品作为实时卫星钟轨改正产品的真值，计算实时卫星钟轨改正产品误差，即瞬时用户测距误差IURE，
其中，ΔeR代表轨道坐标系下以事后轨道产品为参考的实时卫星钟轨改正产品误差径向误差，ΔeA代表轨道坐标系下以事后轨道产品为参考的实时卫星钟轨改正产品切向误差，ΔeC代表轨道坐标系下以事后轨道产品为参考的实时卫星钟轨改正产品法向误差；ΔT代表以事后时钟产品为参考的实时卫星钟轨改正产品误差；α表示用户位置的纬度，β表示用户位置的经度；r表示卫星与地心间的归一化距离。
对实时卫星钟轨改正产品误差做以下处理：(1)首先取10米作为经验阈值，将实时卫星钟轨改正产品误差IURE中大于所述经验阈值的值剔除，即剔除实时卫星钟轨改正产品误差IURE中的野值；(2)获取实时卫星钟轨改正产品的误差统计分布特性(偏差与标准差)；(3)以5.33倍的标准差作为阈值，判断实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，并计算异常实时卫星钟轨改正产品样本数与采集的实时卫星钟轨改正产品样本总数的比率，作为实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率Porb+clk；(4)基于统计获取的偏差与标准差，构建无故障H0情况下与故障H1情况下的实时卫星钟轨残差假设检验模型，
其中，res表示残差；下标orb+clk表示卫星钟轨改正产品；N表示高斯分布；μ0为统计获取的IURE偏差，σ0为统计获取的IURE标准差；μ1为根据误差统计分布假设的卫星钟轨故障情况下的偏差。
S3)获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量，基于在步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率与实时卫星钟轨残差假设检验模型，根据用户所需导航性能要求的实时卫星钟轨改正产品连续性风险需求，计算实时卫星钟轨改正产品检测阈值。
本发明依托完好性监测站，基于消电离层载波相位观测量，获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量：
其中，resorb+clk表示卫星钟轨改正产品残差，将其绝对值作为实时卫星钟轨改正产品的检测统计量；φIF表示消电离层组合载波相位观测量；表示由卫星轨道产品计算获取的卫星位置；Xr表示精确已知的完好性监测站位置；/>表示完好性监测站与卫星之间的几何距离；c为光速；Δtr为待估计的接收机钟差；/>为卫星钟差，其通过卫星钟改正产品进行修正；Test为待估计对流层延时误差；/>为待估计的消电离层组合整周模糊度。
利用步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率与实时卫星钟轨残差假设检验模型、以及用户所需导航性能要求的实时卫星钟轨改正产品连续性风险需求(连续性风险需求根据用户所需导航性能确定，对于特定的应用场景是一个定值，即是一个事先确定的值)，计算实时卫星钟轨改正产品检测阈值：
其中，x表示累积概率密度函数中的随机变量；T为检测阈值；σ0和μ0为步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的IURE标准差和IURE偏差；Pfa为根据所需的连续性风险(Continuity Risk，CR)和在步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率Porb+clk计算得到的误警率：
CRorb+clk＝Pfa(1-Porb+clk) (5)
其中，CR表示连续性风险，下标orb+clk表示卫星钟轨改正产品。
S4)比较在步骤3获取的实时卫星钟轨改正产品的检测统计量与实时卫星钟轨改正产品检测阈值，对实时卫星钟轨改正产品进行初步异常检测，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的连续性风险约束。
通过比较基于等式(3)计算得到的检测统计量和基于等式(4)计算得到的检测阈值，判断实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，并约束实时卫星钟轨改正产品的连续性风险，若检测统计量小于等于检测阈值，即|resorb+clk|≤T，说明实时卫星钟轨改正产品无异常，进入步骤S5；否则说明实时卫星钟轨改正产品存在异常，需要在PPP-RTK服务平台剔除该存在异常的实时卫星钟轨改正产品。
S5)根据在步骤2获取的故障情况下实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布，计算经过步骤4检测后的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险，并与需求完好性风险值进行对比，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的完好性风险约束，其中需求完好性风险值根据用户所需导航性能确定，是一个事先确定的值。
根据完好性风险定义，计算得到实时卫星钟轨改正产品的完好性风险为：
其中，IRorb+clk为实时卫星钟轨改正产品的完好性风险；Pmd为计算的得到实时卫星钟轨改正产品的漏检率；μ1为步骤2中定义的H1故障假设下实时卫星钟轨改正产品偏差。
比较基于等式(6)计算得到的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险IRorb+clk以及需求完好性风险值IRreq，若完好性风险小于等于需求完好性风险值，即IRorb+clk≤IRreq，说明实时卫星钟轨改正产品满足完好性风险需求，进入步骤6；否则说明实时卫星钟轨改正产品存在异常，需要在PPP-RTK服务平台剔除该存在异常的实时卫星钟轨改正产品。
S6)对经过步骤5检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定。
用质量因子(Quality Indicator，QI)对通过步骤5检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定，所述质量因子的计算方法为：
其中，N为在PPP-RTK服务平台实时卫星钟轨改正产品播发间隔内计算获取的残差样本数；i表示不同卫星。
这里简单介绍一下残差样本数。PPP-RTK服务平台播发实时卫星钟轨改正产品时并不是一直播发的，存在播发间隔，一般是5s；完好性监测站的观测间隔一般是1s。以5s的播发间隔为例，理论上来讲，在实时卫星钟轨改正产品播发期间，完好性监测站会对同一颗卫星，观测收集5次卫星信号，也就会计算5个残差，这里的N即表示间隔内收集并计算的残差样本数。
针对每颗可用卫星服务平台都会生成播发相应的质量标识(即质量因子)，确保服务平台所提供实时卫星钟轨改正产品的完好性。
本发明提出一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，依托完好性监测站和服务平台，在连续性风险与完好性风险双重约束下，对实时卫星钟轨改正产品进行完好性监测。完成故障情况下卫星钟轨改正产品的异常检测以及无故障情况下卫星钟轨改正产品的质量标定，为卫星导航向智能化、无人化等高完好性需求应用场景拓展提供一种解决方案，具有重要意义。
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明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，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以作出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (7)
1.一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，包括：
步骤1：采集PPP-RTK服务平台播发给用户的实时卫星钟轨改正产品以及后处理生成的最终卫星钟轨产品；
步骤2：通过最终卫星钟轨改正产品验证实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，获取实时卫星钟轨改正产品的误差统计分布特性以及实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率，构建实时卫星钟轨残差假设检验模型；
步骤3：获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量，基于获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率与实时卫星钟轨残差假设检验模型，根据用户所需导航性能要求的实时卫星钟轨改正产品连续性风险需求，计算实时卫星钟轨改正产品检测阈值；
步骤4：比较获取的实时卫星钟轨改正产品的检测统计量与实时卫星钟轨改正产品检测阈值，对实时卫星钟轨改正产品进行初步异常检测，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的连续性风险约束；
步骤5：根据在步骤2获取的故障情况下实时卫星钟轨改正产品的残差统计分布，计算经过步骤4检测后的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险，并与需求完好性风险值进行对比，剔除存在异常的实时卫星钟轨改正产品，保证对实时卫星钟轨改正产品的完好性风险约束；
步骤6：对经过步骤5检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定。
2.如权利要求1所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤1中，所采集的卫星钟轨改正产品数据满足以下基本条件：(1)采集的实时卫星钟轨改正产品和后处理生成的最终卫星钟轨改正产品必须与PPP-RTK服务平台正常服务期间播发给用户的卫星钟轨改正产品的生成方法保持一致；(2)卫星钟轨改正产品必须包含PPP-RTK服务区域内用户所有可见卫星；(3)卫星钟轨改正产品的采集时间不得少于3个月，且采集的卫星钟轨改正产品必须随着服务时间持续更新。
3.如权利要求1所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤2中，将所述最终卫星钟轨改正产品作为实时卫星钟轨改正产品的真值，计算实时卫星钟轨改正产品误差IURE，基于该误差IURE获取实时卫星钟轨改正产品的误差统计分布特性，包括偏差与标准差，以5.33倍的标准差作为阈值，判断实时卫星钟轨改正产品是否存在异常，并计算异常实时卫星钟轨改正产品样本数与采集的实时卫星钟轨改正产品样本总数的比率，作为实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率，基于所获取的偏差与标准差，构建无故障H0情况下与故障H1情况下的实时卫星钟轨残差假设检验模型，
其中，res表示残差；下标orb+clk表示卫星钟轨改正产品；N表示高斯分布；μ0为获取的IURE偏差，σ0为获取的IURE标准差；μ1为根据误差统计分布假设的卫星钟轨故障情况下的偏差。
4.如权利要求3所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤3中，所述获取实时卫星钟轨改正产品的检测统计量的方法是：
其中，resorb+clk表示卫星钟轨改正产品残差，将其绝对值作为实时卫星钟轨改正产品的检测统计量；φIF表示消电离层组合载波相位观测量；表示由卫星轨道产品计算获取的卫星位置；Xr表示精确已知的完好性监测站位置；/>表示完好性监测站与卫星之间的几何距离；c为光速；Δtr为待估计的接收机钟差；/>为卫星钟差，其通过卫星钟改正产品进行修正；Test为待估计对流层延时误差；/>为待估计的消电离层组合整周模糊度；
所述计算实时卫星钟轨改正产品检测阈值的方法是：
其中，x表示累积概率密度函数中的随机变量；T为检测阈值；σ0和μ0为在步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的IURE标准差和IURE偏差；Pfa为根据所需的连续性风险和在步骤2获取的实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率计算得到的误警率：
CRorb+clk＝Pfa(1-Porb+clk)
其中，CR表示连续性风险，下标orb+clk表示卫星钟轨改正产品，Porb+clk表示实时卫星钟轨改正产品的先验故障概率。
5.如权利要求1所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤4中，若获取的实时卫星钟轨改正产品的检测统计量小于等于实时卫星钟轨改正产品检测阈值，则该实时卫星钟轨改正产品无异常，进入步骤5；否则，该实时卫星钟轨改正产品存在异常，在PPP-RTK服务平台剔除该存在异常的实时卫星钟轨改正产品。
6.如权利要求3所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤5中，计算检测后的实时卫星钟轨改正产品的完好性风险的方法为：
其中，IRorb+clk为实时卫星钟轨改正产品的完好性风险；Pmd为计算的得到实时卫星钟轨改正产品的漏检率；μ1为H1故障假设下实时卫星钟轨改正产品偏差；
将计算的得到实时卫星钟轨改正产品的完好性风险与需求完好性风险值进行对比，若完好性风险小于等于需求完好性风险值，则该实时卫星钟轨改正产品满足完好性风险需求；否则，该实时卫星钟轨改正产品存在异常，在PPP-RTK服务平台剔除该存在异常的实时卫星钟轨改正产品。
7.如权利要求1所述的一种实时PPP-RTK卫星钟轨改正产品完好性监测方法，其特征在于，在步骤6中，用质量因子对经过步骤5检测后的实时卫星钟轨改正产品进行质量标定，质量因子的计算方法为：
其中，QI表示质量因子，N为在PPP-RTK服务平台实时卫星钟轨改正产品播发间隔内计算获取的残差样本数；i表示不同卫星。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310808218.9A CN117031502B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310808218.9A CN117031502B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117031502A true CN117031502A (zh) | 2023-11-10 |
| CN117031502B CN117031502B (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=88641890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310808218.9A Active CN117031502B (zh) | 2023-07-03 | 2023-07-03 | 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117031502B (zh) |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101477041B1 (ko) * | 2013-08-13 | 2015-01-02 | 한국해양과학기술원 | Ｄｇｎｓｓ 기준국 위성신호 이상 모니터링 시스템 및 이를 이용한 모니터링 방법 |
| US20180045833A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Raytheon Company | Systems and methods for real time carrier phase monitoring |
| CN108490459A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-09-04 | 千寻位置网络有限公司 | 精度与风险均衡应用于gnss位置服务的方法及系统 |
| CN108761497A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-11-06 | 北京交通大学 | 一种列车卫星定位局域完好性监测方法及系统 |
| CN109521443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 广东电网有限责任公司 | 一种探测星历异常的方法 |
| CN110851773A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-28 | 中海北斗(深圳)导航技术有限公司 | Gnss实时钟差评估算法 |
| CN111190194A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 千寻位置网络有限公司 | 基于ppp-ar的ssr播发后完好性监测方法和装置 |
| WO2020228754A1 (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 北京合众思壮科技股份有限公司 | 一种低轨卫星定轨方法、装置及系统 |
| US20210223406A1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-07-22 | Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd | Precise Point Position and Real-Time Kinematic (PPP-RTK) Positioning Method and Device |
| CN113281796A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-08-20 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 位置确定方法、速度确定方法、装置、设备和存储介质 |
| CN113406673A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种广域差分增强系统实时修正服务完好性监测方法 |
| CN114296104A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-08 | 浙江时空道宇科技有限公司 | 卫星系统定位数据的完好性监测方法、装置及存储介质 |
| CN115826016A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-21 | 长安大学 | 一种北斗双频星基增强改正数及完好性参数解算的方法 |
| CN115906496A (zh) * | 2022-12-03 | 2023-04-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种卫星钟差估计方法 |
| CN116184442A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-30 | 火眼位置数智科技服务有限公司 | 轨道、钟差改正数评估方法和装置、设备及存储介质 |
| WO2023103083A1 (zh) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 浙江时空道宇科技有限公司 | 一种服务端产品的故障检测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116299573A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-23 | 北京六分科技有限公司 | 相位偏差产品的完好性确定方法、装置及存储介质 |
-
2023
- 2023-07-03 CN CN202310808218.9A patent/CN117031502B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101477041B1 (ko) * | 2013-08-13 | 2015-01-02 | 한국해양과학기술원 | Ｄｇｎｓｓ 기준국 위성신호 이상 모니터링 시스템 및 이를 이용한 모니터링 방법 |
| US20180045833A1 (en) * | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Raytheon Company | Systems and methods for real time carrier phase monitoring |
| CN108490459A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-09-04 | 千寻位置网络有限公司 | 精度与风险均衡应用于gnss位置服务的方法及系统 |
| CN108761497A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-11-06 | 北京交通大学 | 一种列车卫星定位局域完好性监测方法及系统 |
| US20210223406A1 (en) * | 2018-06-04 | 2021-07-22 | Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd | Precise Point Position and Real-Time Kinematic (PPP-RTK) Positioning Method and Device |
| CN111190194A (zh) * | 2018-11-14 | 2020-05-22 | 千寻位置网络有限公司 | 基于ppp-ar的ssr播发后完好性监测方法和装置 |
| CN109521443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-26 | 广东电网有限责任公司 | 一种探测星历异常的方法 |
| WO2020228754A1 (zh) * | 2019-05-16 | 2020-11-19 | 北京合众思壮科技股份有限公司 | 一种低轨卫星定轨方法、装置及系统 |
| WO2021082188A1 (zh) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | 中海北斗深圳导航技术有限公司 | 全球导航卫星系统实时钟差评估算法 |
| CN110851773A (zh) * | 2019-10-29 | 2020-02-28 | 中海北斗(深圳)导航技术有限公司 | Gnss实时钟差评估算法 |
| CN113406673A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-09-17 | 哈尔滨工程大学 | 一种广域差分增强系统实时修正服务完好性监测方法 |
| CN113281796A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-08-20 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 位置确定方法、速度确定方法、装置、设备和存储介质 |
| WO2023103083A1 (zh) * | 2021-12-06 | 2023-06-15 | 浙江时空道宇科技有限公司 | 一种服务端产品的故障检测方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114296104A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-08 | 浙江时空道宇科技有限公司 | 卫星系统定位数据的完好性监测方法、装置及存储介质 |
| CN115906496A (zh) * | 2022-12-03 | 2023-04-04 | 哈尔滨工程大学 | 一种卫星钟差估计方法 |
| CN116184442A (zh) * | 2023-01-31 | 2023-05-30 | 火眼位置数智科技服务有限公司 | 轨道、钟差改正数评估方法和装置、设备及存储介质 |
| CN115826016A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-03-21 | 长安大学 | 一种北斗双频星基增强改正数及完好性参数解算的方法 |
| CN116299573A (zh) * | 2023-03-16 | 2023-06-23 | 北京六分科技有限公司 | 相位偏差产品的完好性确定方法、装置及存储介质 |
Non-Patent Citations (10)
| Title |
|---|
| A. KHODABANDEH ET AL.: "An analytical study of PPP-RTK corrections: precision, correlation and user-impact", JOURNAL OF GEODESY, vol. 89, 21 July 2015 (2015-07-21), XP035600358, DOI: 10.1007/s00190-015-0838-9 * |
| LIUQI WANG ET AL.: "Worst-Case Integrity Risk Sensitivity for RAIM with Constellation Modernization", REMOTE SENSING, vol. 15, 7 June 2023 (2023-06-07) * |
| 刘文祥;牟卫华;王飞雪;: "测量时刻偏差对单星定轨误差的影响分析", 中国空间科学技术, no. 04, 25 August 2011 (2011-08-25) * |
| 孟范伟;: "GPS精密卫星钟差估计研究", 测绘与空间地理信息, no. 09, 25 September 2016 (2016-09-25) * |
| 曹月玲;胡小工;周善石;刘利;吴晓莉;苏冉冉;常志巧;何峰;吴斌;: "基于星间链路的BDS导航系统实时星历和钟差分离修正", 天文学进展, no. 01, 28 February 2015 (2015-02-28) * |
| 李亮等: "北斗高精度高可信PPP-RTK服务基本框架", 导航定位与授时, vol. 10, no. 2, 31 March 2023 (2023-03-31), pages 1 - 3 * |
| 白若冰;张永奇;闫俊义;苏丽娜;翟宏光;胡楠;: "基于CNES产品的GPS实时精密单点定位性能分析", 矿山测量, no. 03, 30 June 2020 (2020-06-30) * |
| 耿江辉;常华;郭将;栗广才;魏娜;: "面向城市复杂环境的3种多频多系统GNSS单点高精度定位方法及性能分析", 测绘学报, no. 01, 31 January 2020 (2020-01-31) * |
| 赵庆;高成发;潘树国;张瑞成;: "基于DCB改正的BDS/GPS/Galileo多频单点定位精度分析", 东南大学学报(自然科学版), no. 05, 30 September 2018 (2018-09-30) * |
| 陈志胜;: "基于非差模式的精密卫星钟差近实时估计", 铁道勘察, no. 04, 31 August 2016 (2016-08-31) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117031502B (zh) | 2024-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109709579B (zh) | 一种基于用户测距误差实时估计的gnss卫星星历故障检测方法 | |
| CN102998681B (zh) | 一种卫星导航系统的高频钟差估计方法 | |
| CN101950025B (zh) | 用于局域增强系统的数据质量监测方法 | |
| CN105116423B (zh) | Araim地面监测站完好性监测方法和装置 | |
| CN112130177B (zh) | 一种基于稳定分布的地基增强系统完好性监测方法 | |
| CN106468774A (zh) | 一种应用于星基增强系统的星历星钟改正参数及空间信号完好性参数方法 | |
| CN106292265B (zh) | 一种基于导航卫星的多地时间同步方法 | |
| CN113325446B (zh) | 一种多模共频gnss载波相位时间传递方法及系统 | |
| CN113126129B (zh) | 基于空间信号质量加权估计的gbas完好性监测方法 | |
| CN109308518A (zh) | 一种基于概率神经网络的监测系统及其平滑参数优化方法 | |
| CN118226481B (zh) | 一种基于大气延迟约束的北斗高精度安全监测算法 | |
| CN104950320A (zh) | 一种监视地基增强系统对流层修正参数的方法及系统 | |
| CN115902968A (zh) | 基于北斗三号geo播发增强信息的ppp终端定位方法 | |
| CN113835105A (zh) | 一种基于gnss模拟器的gbas完好性监测方法 | |
| CN114690220A (zh) | 一种监测数据实时解算星历异常处理方法 | |
| CN117630976A (zh) | 一种实时ppp-rtk完好性监测体系构建方法 | |
| CN117031502B (zh) | 实时ppp-rtk卫星钟轨改正产品完好性监测方法 | |
| CN112198533A (zh) | 一种多假设下的地基增强系统完好性评估系统及方法 | |
| CN113777629B (zh) | 一种地基增强系统星钟故障组合监测方法 | |
| CN116224746A (zh) | 一种星地原子钟融合的高稳定时间基准建立方法 | |
| CN114325765B (zh) | 完好性检测优化方法和计算机可读存储介质 | |
| CN114355410B (zh) | 基于并行计算的卫星导航实时精密单点定位系统及方法 | |
| CN113625308B (zh) | 卫星空间信号异常的探测方法及系统 | |
| CN111399019B (zh) | 一种gnss中卫星定位方法和装置 | |
| Liu et al. | Anomaly detection method of bds signal-in-space based on autoregressive distributed lag model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |