CN117148398B - 一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备，涉及两网融合领域，该方法包括：将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析；确定所覆盖的监测区域内同时包含CORS站以及地质灾害监测基准站；确定监测区域的GDOP值；根据数据质量分析结果，形成融合CORS站以及符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型；根据数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径确定综合数据适量评估权重；基于符合指标的地质灾害监测基准站，结合综合数据适量评估权重以及监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子；根据加权站网几何构型因子对测站分布几何构型进行评估。本发明能够提高地质灾害监测精度。
Description
技术领域
本发明涉及两网融合领域，特别是涉及一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备。
背景技术
进入21世纪至今，连续运行参考站系统（Continuous Operational ReferenceSystem Station，CORS）建设的发展如火如荼，计算机技术、网络通信技术、现代测绘技术、卫星定位数据处理技术等高新技术突破性的发展对CORS技术的改进起到了至关紧要的作用，目前CORS系统得到不断的发展与壮大，前景良好。参考站之间由通信网络有机地结合成网，实现了数据的交换与共享。完成了由单基站CORS向网络CORS的转变。
现有基准站网都是独立运行，面向地质灾害监测需求时，监测精度低，无法精准监测地质灾害。
发明内容
本发明的目的是提供一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备，以解决地质灾害监测精度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种两网融合的测站分布几何构型评估方法，包括：将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站；通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果；基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网；将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值；所述格网点为原点；根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型；根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重；基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子；根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
可选的，所述数据完整率包括GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据的单频点数据完整率以及单系统数据完整率；所述单频点数据完整率为：所述单频点数据完整率为：其中，/>为单频点数据完整率；/>为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段的理论历元总数；/>为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段中任一频点对应的实际历元总数；n为接收机可观测的卫星总数；所述单系统数据完整率为：；其中，/>为单系统数据完整率；/>为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段中所有频点对应实际历元总数的最小值。
可选的，所述周跳比的计算过程如下：采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量；若未探测到周跳，采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量；根据所述第一周跳数量以及所述第二周跳数量确定总周跳数量；根据观测数据的个数以及所述总周跳数量确定周跳比。
可选的，采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量，具体包括：构造MW组合观测量递推公式；基于所述MW组合观测量递推公式，确定第j个历元的MW组合观测值是否超限；若超限，根据所第j-1个历元的宽巷模糊度以及方差确定第j+1个历元的宽巷模糊度及方差；根据所述第j+1个历元的宽巷模糊度及方差确定第j个历元的类型；所述第j个历元的类型包括第j个历元为粗差以及第j个历元发生了周跳；根据所述第j个历元的类型确定第一周跳数量。
可选的，采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量，具体包括：构造GF组合观测量以及伪距电离层残差组合，并构造拟合多项式代替所述伪距电离层残差组合；根据所述GF组合观测量以及所述拟合多项式判定第j个历元上是否存在周跳，确定判断结果；根据判断结果确定第二周跳数量。
可选的，所述多路径的计算过程如下：根据GNSS接收机观测到的各个所述卫星在两个不同频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的第一计算量以及第二计算量；根据所述第一计算量以及所述第二计算量确定在任一个历元下GNSS接收机观测到的各个所述卫星在任一频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的计算量；根据所述计算量确定多路径效应影响的评估值。
可选的，所述载波信噪比的计算过程如下：获取GNSS接收机观测到所述卫星在任一频率上可见卫星总数、历元总数以及任一历元时的信噪比观测值；根据所述可见卫星总数、所述历元总数以及所述信噪比观测值确定载波信噪比。
一种两网融合的测站分布几何构型评估系统，包括：监测区域划分模块，用于将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站；数据质量分析模块，用于通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果；分区处理模块，用于基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网；监测区域的GDOP值确定模块，用于将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值；所述格网点为原点；筛选及测站分布几何构型构建模块，用于根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型；综合数据适量评估权重确定模块，用于根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重；加权站网几何构型因子确定模块，用于基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子；评估模块，用于根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述两网融合的测站分布几何构型评估方法。
一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述两网融合的测站分布几何构型评估方法。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备，通过融合CORS站以及地质灾害监测基准站形成测站分布几何构型，并确定监测区域的几何精度衰减因子（geometricdilution of precision，GDOP）值，生成加权站网几何构型因子，从而对测站分布几何构型进行评估。通过融合CORS站以及地质灾害监测基准站并对形成的测站分布几何构型进行评估，能够获取更精确的观测数据，进一步提高地质灾害监测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的两网融合的测站分布几何构型评估方法流程图。
图2为本发明所提供的CORS站和地质灾害监测基准站分布示意图。
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。
本发明的目的是提供一种两网融合的测站分布几何构型评估方法、系统及设备，能够提高地质灾害监测精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种两网融合的测站分布几何构型评估方法，包括：步骤101：将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站，如图2所示B1-B5表示CORS站，G1-G2表示地质灾害监测基准站（简称监测基准站）。
在实际应用中，针对地质灾害复杂环境，研究空间布局、观测环境、数据质量等多因素协同的监测站布设模型，通过基准站网和监测站网两网融合，实现国家-省-市多级CORS站网优化布设。
步骤102：通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果。
在实际应用中，基准站的数据通信分析方法如下：监测站数据通信包含网络时间延迟、数据丢包率测试两部分内容。网络时间延迟是测试监测站到数据中心之间所需的时间，延迟以毫秒为单位，参考CORS站的建设标准，网络时间延迟应小于1s。
数据在网络中是被分成一个个数据包传输的，每个数据包中有表示数据信息和提供数据路由的帧。而数据包在一般介质中传播是总有一小部分由于两个终端的距离过大会丢失，而大部分数据包会到达目的终端。数据传输丢包率是指传输中所丢失数据包数量占所发送数据包的比率，通常在吞吐量范围内测试。丢包率与数据包长度以及包发送频率相关。参考CORS站的建设标准，数据传输丢包率应小于1%。
步骤103：基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网。
步骤104：将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值；所述格网点为原点。
步骤105：根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型。
在实际应用中，数据质量具体分析方法如下：数据质量分析主要对数据完整率、多路径、信噪比、周跳比率等进行分析，评定监测站的数据质量，为监测站的选取提供指标支撑。
数据完整率是对GNSS接收机采集的观测数据和对应时段星历进行数据完整率的评估，按公式（1）、公式（2）计算观测数据的单频点数据完整率和单系统数据完整率。
（1）。
（2）。
其中，，/>—分别为单频点数据完整率和单系统数据完整率；/>，/>—分别为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段的理论历元总数和某频点对应的实际历元总数；/>—为第i颗卫星截止高度角10°以上连续弧段中所有频点对应实际历元总数的最小值；n为接收机可观测的卫星总数。
在实际应用中，所述周跳比的计算过程如下：采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量；若未探测到周跳，采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量；根据所述第一周跳数量以及所述第二周跳数量确定总周跳数量；根据观测数据的个数以及所述总周跳数量确定周跳比。
其中，采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量，具体包括：构造MW组合观测量递推公式；基于所述MW组合观测量递推公式，确定第j个历元的MW组合观测值是否超限；若超限，根据所第j-1个历元的宽巷模糊度以及方差确定第j+1个历元的宽巷模糊度及方差；根据所述第j+1个历元的宽巷模糊度及方差确定第j个历元的类型；所述第j个历元的类型包括第j个历元为粗差以及第j个历元发生了周跳；根据所述第j个历元的类型确定第一周跳数量。
采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量，具体包括：构造GF组合观测量以及伪距电离层残差组合，并构造拟合多项式代替所述伪距电离层残差组合；根据所述GF组合观测量以及所述拟合多项式判定第j个历元上是否存在周跳，确定判断结果；根据判断结果确定第二周跳数量。
作为本发明可选的一种实施方式，周跳比的计算方式如下：
周跳（O/Slips）是由于卫星信号的失锁或其他软硬件和环境原因而使载波相位差观测值中的整周计数所发生的突变，它是反映相位观测数据质量的一个重要指标。对GNSS接收机采集的观测数据进行周跳的探测，采用MW组合观测量和GF组合观测量/>联合进行探测，进而计算周跳比：周跳比=总观测值个数/总周跳数。
1）首先采用MW组合观测量为检测量进行周跳探测，其主要步骤为：
a、按公式（3）、公式（4）、公式（5）构造MW组合观测量和递推公式。
（3）。
（4）。
（5）。
式中，与/>分别表示导航信号第1，2频率的大小；/>与/>分别表示接收机观测到卫星在第1、2频率上的测码伪距观测量，单位为米（m）；/>与/>分别表示接收机观测到卫星在第1，2频率上的测相载波相位观测量，单位为米（m）；/>为第j个历元MW组合观测值，单位为米（m）；/>、/>分别为前/>个历元和前/>个历元MW组合观测值的均值，单位为米（m）；/>为前j个历元MW组合观测值的均方根误差。
b、对于第j个历元MW组合观测值，若/>，则为超限，j历元可能是周跳，也可能是粗差。
c、为判断i历元是粗差还是发生了周跳，进一步分析，/>和/>相邻3个历元之间的数据特征。由/>历元的宽巷模糊度及方差按公式（6）、公式（7）计算/>历元的宽巷模糊度及方差。
（6）。
（7）。
d、若历元的宽巷模糊度不超限，或者/>和/>历元的宽巷模糊度都超限且，则判定/>历元为粗差；若/>历元和/>历元的宽巷模糊度都超限且，则认为/>历元上有周跳。把前面/>个历元作为一弧段，记录其/>、值和方差/>用于后续处理，并从/>历元开始划分为一个新的弧段。
2）采用MW组合进行周跳探测后，如果没有周跳，则利用GF组合观测量进行补充探测，其主要步骤为：
a、按公式（8）、公式（9）构造GF组合观测量和伪距电离层残差组合/>。
（8）。
（9）。
b、构造拟合多项式并代替/>，多项式的阶数/>满足：。
c、如果满足公式（10），则可判定历元上有周跳，并从/>历元开始划分为一个新的弧段，向后滑动下一历元。
（10）。
式中，和/>分别表示第/>个历元的GF组合观测量和拟合多项式的外推值；表示单位周。
在实际应用中，所述多路径的计算过程如下：根据GNSS接收机观测到的各个所述卫星在两个不同频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的第一计算量以及第二计算量；根据所述第一计算量以及所述第二计算量确定在任一个历元下GNSS接收机观测到的各个所述卫星在任一频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的计算量；根据所述计算量确定多路径效应影响的评估值。
作为本发明可选的一种实施方式，多路径的计算方法为：
GNSS导航系统的信号各个频点的频率不同，在信号传播过程中所受到的影响不同，因此，各个频点的多路径值大小要分开计算，多频数据可以形成不同的数据组合，同时由于多路径效应反映的是一段时间内周围环境对观测信号的影响，采用一定时间段内计算多路径值。对GNSS接收机采集的观测数据进行伪距多路径的计算，必须依赖双频观测数据，对伪距观测方程和载波相位观测方程进行组合，消除对流层和电离层延迟，计算公式（11）如下：
（11）。
式中，和/>分别表示接收机观测到卫星在第1、2频率上包含了伪距多路径、载波相位多路径和整周模糊度信息的计算量。
对于同一颗卫星在连续观测且无周跳的情况下组合的模糊度参数不会变化，在无周跳的多个历元间按公式（12）进行计算，得到多路径效应影响的情况。
（12）。
式中，为多路径效应影响的评估值；/>表示在第/>个历元接收机观测到卫星在第/>频率上包含伪距多路径、载波相位多路径和整周模糊度信息的计算量；q表示滑动窗口的历元个数，默认为50。
在实际应用中，所述载波信噪比的计算过程如下：获取GNSS接收机观测到所述卫星在任一频率上可见卫星总数、历元总数以及任一历元时的信噪比观测值；根据所述可见卫星总数、所述历元总数以及所述信噪比观测值确定载波信噪比。
作为本发明可选的一种实施方式，载波信噪比的计算方法为：
对GNSS接收机采集的观测数据进行信噪比的评估，按公式（13）计算信噪比指标的统计值。
（13）。
式中：—表示接收机观测到卫星在第k个频率上的信噪比指标统计值；/>—分别表示接收机观测到卫星在第k个频率上可见卫星号和卫星总数；/>—分别表示接收机观测到卫星/>在第/>个频率上的历元序号和历元总数；/>—表示接收机观测到卫星/>在第/>个频率上历元/>时的信噪比观测值。
在实际应用中，对各项指标设定的阈值包括如下。
参考CORS站的建设规程，对各参数阈值进行如下定义：数据完整率：观测数据的完整率应优于95%。
周跳比：观测数据的周跳比应大于2000。
多路径效应：各系统各频点的伪距多路径应不大于0.5m。
信噪比：信噪比应在35-55dBHz范围内变动。
步骤106：根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重。
步骤107：基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子。
在实际应用中，基于基准站布设的实际情况、地理环境等因素，其构型往往不能实现均匀分布。同时由于监测站的分布是基于隐患点的位置，采用“一点一基准站”的监测模式，通常也不能达到均匀分布的理想条件，而测站的分布对监测区域的服务性能会有很大的影响。为了实现更为集约化的基准站运行服务状态，本项目采用几何精度衰减因子作为控制站网布局的控制因子，即基准站分布均匀时，其站网构形的几何中心位置的几何精度衰减因子（geometric dilution of precision，GDOP）可达到最小值，为此可通过计算个基准站对地心的GDOP值作为衡量基准站均匀分布程度的指标。GDOP越小，基准站分布的越均匀，具体步骤如下：
（1）在已知个基准站的坐标的基础上，构建基准站位置信息矩阵/>：
（14）。
该基准站位置信息矩阵A为几何图形矩阵，（）为/>个基准站三维坐标的集合。
（2）根据基准站位置信息矩阵，可得几何精度衰减因子GDOP：
（15）。
在实际应用中，加权几何精度衰减因子，具体计算步骤为：
（1）数据质量综合评估。
首先基于对GNSS接收机采集的观测数据的综合质量评估，主要针对综合指标体系中的数据完整率、多路径、周跳比、信噪比进行研究。其主要步骤如下。
①指标的同趋势化：在综合指标体系中，当数据完整率越大、多路径数值越小、周跳比越大、信噪比越大时，观测数据质量越好，需将多路径指标按照取倒数的方法将其极小型的指标值转化为极大型。
②指标的无量纲化：综合评价的各指标值必须都是无量纲的数值，按照公式（16）对同趋势化后的各指标值进行处理。
（16）。
式中，表示指标无量纲化后第/>项指标的第/>个指标值；/>表示同趋势化后第项指标的第/>个指标值；/>和/>分别表示第/>项指标所有指标值的最大值和最小值；是对数值作平移的平移量，设置/>；/>是对数值进行放大或缩小的倍数，设置。
③指标权重系数的确定：首先按公式（17）计算第项指标的熵值/>，然后按公式（18）计算第/>项指标的差异系数/>，最后按公式（19）计算第/>项指标的权重系数/>。
（17）。
（18）。
（19）。
式中，l表示第项指标的指标值个数；e表示综合评估指标项的个数。
④综合评估值的计算：按照公式（20）计算综合评估值，/>越小则表明被评价对象综合数据质量最好。
（20）。
式中，表示第/>项指标的指标值或被评价对象的序号；/>表示/>组被评价对象的综合数据质量评估值；/>表示第/>项指标的最优值，本发明设置数据完整率为1，多路径取各频点的最小值，信噪比和周跳比取最大值。
（2）加权GDOP构建。
在数据质量综合评估基础上，结合站点稳定性构建各个基准站的权函数：
（21）。
式中，、/>分别表示所有基准站位差、数据质量评估值的中位数，/>，/>，…为测站位差，En为第/>天的综合指标评估值，进而可以得到加权几何精度衰减因子如下：/>（22）。
加权几何精度因子越小，代表站网综合布设越优。
步骤108：根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
在实际应用中，在评估站网构型的阶段，根据CORS站和监测基准站的概略位置信息得出站网几何构型因子，判断附加监测基准站对站网几何构型因子的影响，综合数据质量评估值和加权几何构型因子进行全方面评估。
本发明面向地质灾害监测需求，以现有CORS站、监测基准站为基本数据源，以构建高质量、高稳定性的地质灾害监测基准站为目标。针对监测基准站的建设规格和环境复杂，从数据通信、站点稳定性、数据质量等方面对监测基准站进行初选，获得监测基准站初选样本库，在此基础上，联合CORS站，研究空间布局、观测环境、数据质量等多因素协同的监测站布设模型，构建站网最优布局模型，提出能够体现监测网精度、可靠性的加权几何精度衰减因子，为国家-省-市多级CORS站网和基准站网两网融合提供技术支撑。
本发明利用CORS站数据质量较高的优点和监测基准站分布密集的特点，将CORS站网和地灾监测点进行融合，已达到监测区域最优化的特点。此方法充分利用了两网的特点，并且对结合后的网型以及质量进行了评估，不仅考虑了站网几何构型的好坏，也将数据质量加入到评估指标之中，为站网融合构型的可靠性提供了参考，为地质灾害监测基准站网与卫星导航定位基准站网两网融合方法提供了评估依据。
实施例二
为了执行上述实施例一对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供一种两网融合的测站分布几何构型评估系统。
一种两网融合的测站分布几何构型评估系统，包括：
监测区域划分模块，用于将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站。
数据质量分析模块，用于通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果。
分区处理模块，用于基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网。
监测区域的GDOP值确定模块，用于将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值。
筛选及测站分布几何构型构建模块，用于根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型。
综合数据适量评估权重确定模块，用于根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重。
加权站网几何构型因子确定模块，用于基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子。
评估模块，用于根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
实施例三
本发明实施例提供一种电子设备包括存储器及处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器运行计算机程序以使电子设备执行实施例一提供的两网融合的测站分布几何构型评估方法。
在实际应用中，上述电子设备可以是服务器。
在实际应用中，电子设备包括：至少一个处理器（processor）、存储器（memory）、总线及通信接口（Communications Interface）。
其中：处理器、通信接口、以及存储器通过通信总线完成相互间的通信。
通信接口，用于与其它设备进行通信。
处理器，用于执行程序，具体可以执行上述实施例所述的方法。
具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。电子设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器，用于存放程序。存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。
基于以上实施例的描述，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，计算机程序指令可被处理器执行以实现任意实施例所述的方法。
本申请实施例提供的两网融合的测站分布几何构型评估系统以多种形式存在，包括但不限于：
（1）移动通信设备：这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供语音、数据通信为主要目标。这类终端包括：智能手机（例如iPhone）、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。
（2）超移动个人计算机设备：这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网性能。这类终端包括：PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。
（3）便携式娱乐设备：这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括：音频、视频播放器（例如iPod），掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。
（4）其他具有数据交互功能的电子设备。
至此，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器（CPU）、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器（RAM）和/或非易失性内存等形式，如只读存储器（ROM）或闪存（flash RAM）。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体（transitory media），如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定事务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行事务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本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。对于实施例公开的系统而言，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。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，包括：
将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站；
通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果；
基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网；
将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值；所述格网点为原点；
根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型；
根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重；
基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子；
根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
2.根据权利要求1所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，所述数据完整率包括GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据的单频点数据完整率以及单系统数据完整率；
所述单频点数据完整率为：其中，/>为单频点数据完整率；为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段的理论历元总数；/>为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段中任一频点对应的实际历元总数；n为接收机可观测的卫星总数；
所述单系统数据完整率为：；其中，/>为单系统数据完整率；/>为第/>颗卫星截止高度角10°以上连续弧段中所有频点对应实际历元总数的最小值。
3.根据权利要求1所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，所述周跳比的计算过程如下：
采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量；
若未探测到周跳，采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量；
根据所述第一周跳数量以及所述第二周跳数量确定总周跳数量；
根据观测数据的个数以及所述总周跳数量确定周跳比。
4.根据权利要求3所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，采用MW组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第一周跳数量，具体包括：
构造MW组合观测量递推公式；
基于所述MW组合观测量递推公式，确定第j个历元的MW组合观测值是否超限；
若超限，根据所第j-1个历元的宽巷模糊度以及方差确定第j+1个历元的宽巷模糊度及方差；
根据所述第j+1个历元的宽巷模糊度及方差确定第j个历元的类型；所述第j个历元的类型包括第j个历元为粗差以及第j个历元发生了周跳；
根据所述第j个历元的类型确定第一周跳数量。
5.根据权利要求3所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，采用GF组合观测量对GNSS接收机从各个所述卫星采集的观测数据中的任一历元开始进行周跳探测，确定第二周跳数量，具体包括：
构造GF组合观测量以及伪距电离层残差组合，并构造拟合多项式代替所述伪距电离层残差组合；
根据所述GF组合观测量以及所述拟合多项式判定第i个历元上是否存在周跳，确定判断结果；
根据判断结果确定第二周跳数量。
6.根据权利要求2所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，所述多路径的计算过程如下：
根据GNSS接收机观测到的各个所述卫星在两个不同频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的第一计算量以及第二计算量；
根据所述第一计算量以及所述第二计算量确定在任一个历元下GNSS接收机观测到的各个所述卫星在任一频率上包含伪距多路径、载波相位多路径以及整周模糊度信息的计算量；
根据所述计算量确定多路径效应影响的评估值。
7.根据权利要求2所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法，其特征在于，所述载波信噪比的计算过程如下：
获取GNSS接收机观测到所述卫星在任一频率上可见卫星总数、历元总数以及任一历元时的信噪比观测值；
根据所述可见卫星总数、所述历元总数以及所述信噪比观测值确定载波信噪比。
8.一种两网融合的测站分布几何构型评估系统，其特征在于，包括：
监测区域划分模块，用于将多个卫星所覆盖的监测区域划分成规则网格；所述规则网格内含有测站；所述卫星包括CORS站以及地质灾害监测基准站；
数据质量分析模块，用于通过所述测站将观测值文件传输给数据处理中心，并对接收的观测值文件中的数据进行数据质量分析，确定数据质量分析结果；
分区处理模块，用于基于所述规则网格，根据所述卫星的位置进行分区处理，确定所覆盖的监测区域内同时包含所述CORS站以及所述地质灾害监测基准站，建立覆盖所述监测区域的格网；
监测区域的GDOP值确定模块，用于将所述格网作为GDOP计算的原点，依次遍历计算各个格网点与各测站的GDOP值，并将所有GDOP值的GDOP平均值作为所述监测区域的GDOP值；所述格网点为原点；
筛选及测站分布几何构型构建模块，用于根据所述数据质量分析结果，统计各个卫星的数据完整率、周跳比、载波信噪比以及多路径，并对地质灾害监测基准站进行筛选，去除未符合指标的地质灾害监测基准站，确定符合指标的地质灾害监测基准站，形成融合所述CORS站以及所述符合指标的地质灾害监测基准站的测站分布几何构型；
综合数据适量评估权重确定模块，用于根据所述数据完整率、所述周跳比、所述载波信噪比以及所述多路径确定综合数据适量评估权重；
加权站网几何构型因子确定模块，用于基于所述符合指标的地质灾害监测基准站，结合所述综合数据适量评估权重以及所述监测区域的GDOP值形成加权站网几何构型因子；
评估模块，用于根据所述加权站网几何构型因子对所述测站分布几何构型进行评估。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行如权利要求1-7中任一项所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的两网融合的测站分布几何构型评估方法。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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