卫星导航系统改正产品连续性评估方法、终端及存储介质与流程

1.本技术属于卫星导航领域，尤其涉及一种卫星导航系统改正产品连续性评估方法、终端及存储介质。


背景技术：

2.全球卫星导航系统(gnss)可为全球用户提供全天候的实时定位、导航和授时服务，核心星座包括美国的全球定位系统(gps)、中国的北斗卫星导航系统(bds)、欧盟的伽利略定位系统(galileo)、俄罗斯的全球卫星导航系统(glonass)。在无增强信息辅助下，独立的单系统gnss伪距单点定位精度为5米左右。为满足测绘、自动驾驶、监测等领域对高精度定位的需求，需要对原始gnss测量误差进行改正，以实现厘米甚至毫米级的定位。当前，以自动驾驶为代表的高精定位用户普遍采用精密单点定位-差分定位技术(ppp-rtk)，仅利用少量地面基准站即可在全国范围内提供实时动态厘米级定位服务。作为实现高精定位的基础，ppp-rtk需要的gnss改正产品主要包括精密轨道、精密钟差、码偏差、相位偏差、电离层改正、对流程改正。此外，ppp-rtk定位模式可兼容精密单点定位-浮点定位(ppp-float)、精密单点定位-模糊度定位(ppp-ar)等定位模式，根据用户实际需求提供不同等级的服务。
3.除精度外，连续性也是衡量导航性能的一大重要指标，它反应了导航服务开始后不发生预期外中断的能力。连续性通常采用统计方法，以概率形式进行表征，具体计算方式为实际提供定位解的时间之和比总服务时间。从某种意义上讲，连续性的重要性超过了精度，因为普通用户一般都可以接受短时间的定位精度降级，但是定位的中断却会造成致命后果。根据ppp-rtk定位的基本原理，gnss改正产品的连续性直接决定了最终定位结果的连续性。因此，对ppp-rtk服务商来说，其产品的连续性表现是衡量产品质量的重要依据。对每一类改正产品进行准确的连续性评估，给出不同服务模式下的产品连续性参数是必要工作。
4.现有的改正产品连续性评估方案主要包括基于终端定位结果连续性的反算和基于历史产品数据有无的直接统计计算。对于第一类方案，通常采用长时间的用户端定位测试(如静态仿动态，实时动态路测等)获取定位结果的连续性，以此来表征服务产品的连续性信息。例如，某次测试在一段时间内ppp-rtk定位结果的连续性为90％，则等效于所有改正产品的连续性均为90％。然而，尽管此类方案可以提供改正产品连续性的参考，但是所获得的结果却极易受测试环境、时长等因素的影响，导致计算结果随机性强，产品连续性的值不准确且不具有代表性。
5.上述第二类方案(直接基于历史产品数据统计连续性)是业内采用较为广泛的连续性评估方法，也是理论上最能计算出接近真实连续性结果的方法。然而，在现有的具体实现过程中，通常仅将有数据的历元相加，确定总的有历史产品数据的时长，除以所处理时段的总时长。由于此过程中并没有剔除由于人为因素造成的历元缺失，导致所计算出的连续性结果远比实际值小。此外，现有的改正产品连续性评估方案未结合用户的实际服务需求、未关联定位连续性，所获得的结果对实际应用参考价值低。


技术实现要素：

6.针对上述技术问题，本技术提供一种卫星导航系统改正产品连续性评估方法、终端及存储介质，以提高改正产品连续性评估结果的实际应用价值及准确性。
7.本技术提供了一种卫星导航系统改正产品连续性评估方法，包括：获取卫星导航系统改正产品连续性的评估范围；根据所述评估范围，获取所述改正产品的数据；根据所述改正产品的数据，获取所述改正产品的连续性评估值。
8.在一实施方式中，所述评估范围包括系统类型、产品服务区域及评估时间段；所述改正产品的数据包括所述改正产品的历史产品数据、计算所述历史产品数据所需的卫星原始观测数据、及第三方机构提供的事后产品数据。
9.在一实施方式中，在获取所述改正产品的连续性评估值之前，包括：获取所述改正产品的数据的播发频率，并根据所述数据的播发频率及所述评估时间段，确定所述改正产品的历元信息；根据所述系统类型及所述产品服务区域，确定所述历元信息中的任一时刻所述改正产品对应的卫星集合；根据所述改正产品的数据，对所述历元信息及所述卫星集合进行预处理。
10.在一实施方式中，所述根据所述改正产品的数据，对所述历元信息及所述卫星集合进行预处理的步骤，包括：若所述历元信息中的任一时刻的历史产品数据、第三方机构提供的事后产品数据及所述卫星集合中的任一卫星的原始观测数据均缺失，则将对应时刻、对应卫星分别从所述历元信息及所述卫星集合中移除；若所述历元信息中的任一时刻的历史产品数据缺失，而第三方机构提供的事后产品数据未缺失，则进一步获取对应时刻的数据不当处理因素；其中，数据不当处理因素包括数据未保存、数据存储错误中的任一项；若所述对应时刻存在数据不当处理因素，则将所述对应时刻从所述历元信息中移除；若所述对应时刻不存在所述数据不当处理因素，则保持所述历元信息不变。
11.在一实施方式中，所述根据所述改正产品的数据，获取所述改正产品的连续性评估值的步骤，包括：根据所述历史产品数据、预处理后的历元信息及卫星集合，获取所述改正产品在预处理后的历元信息中的各时刻的连续性；根据所述改正产品在所述各时刻的连续性，计算所述改正产品的连续性评估值。
12.在一实施方式中，所述根据所述历史产品数据、预处理后的历元信息及卫星集合，获取所述改正产品在预处理后的历元信息中的各时刻的连续性的步骤，包括：若预处理后的历元信息中的任一时刻，所述历史产品数据未缺失，且实际有所述历史产品数据的卫星的数量与对应时刻所述改正产品对应的预处理后的卫星集合中的卫星总数的比值大于评估阈值，则所述改正产品在所述对应时刻连续；若所述预处理后的历元信息中的任一时刻，所述历史产品数据未缺失，且实际有所述历史产品数据的卫星的数量与对应时刻所述改正产品对应的所述预处理后的卫星集合中的卫星总数的比值小于或等于所述评估阈值，则所述改正产品在所述对应时刻不连续；若所述预处理后的历元信息中的任一时刻，所述历史产品数据缺失，则所述改正产品在对应时刻不连续；
13.所述根据所述改正产品在所述各时刻的连续性，计算所述改正产品的连续性评估值的步骤，包括：
14.所述改正产品的连续性评估值，通过以下公式计算：
[0015][0016]
其中，p
cont
为所述改正产品的连续性评估值；m为所述预处理后的历元信息中的总时刻数；xk为所述改正产品在所述预处理后的历元信息中的k时刻的连续性表征值，xk的取值范围为0或1，xk＝1表示所述改正产品在所述k时刻连续；xk＝0表示所述改正产品在所述k时刻不连续。
[0017]
在一实施方式中，所述评估范围包括所述卫星导航系统的定位模式；在获取所述改正产品的数据之前，包括：根据所述定位模式，确定待评估连续性的改正产品；在获取所述改正产品的连续性评估值之后，包括：根据所述改正产品的连续性评估值，获取所述定位模式的连续性评估值。
[0018]
在一实施方式中，所述根据所述改正产品的连续性评估值，获取所述定位模式的连续性评估值的步骤，包括：获取所述定位模式下各改正产品的连续性评估值的最小值；将所述连续性评估值的最小值作为所述定位模式的连续性评估值。
[0019]
本技术还提供了一种终端，所述终端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述评估方法的步骤。
[0020]
本技术还提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述评估方法的步骤。
[0021]
本技术提供的一种卫星导航系统改正产品连续性评估方法、终端及存储介质，充分考虑用户的实际服务需求，能够设置不同的评估范围评估改正产品的连续性，并将改正产品的连续评估结果与定位模式的连续性评估结果关联，提高改正产品连续性评估结果的实际应用价值；并对改正产品的连续性直接进行正向计算，排除由于定位算法或评估环境引入的干扰因素，在连续性评估前，对评估数据进行预处理，提高改正产品连续性评估结果的准确性。
附图说明
[0022]
图1是本技术实施例一提供的评估方法的流程示意图；
[0023]
图2是本技术实施例二提供的终端的结构示意图。
具体实施方式
[0024]
以下结合说明书附图及具体实施例对本技术技术方案做进一步的详细阐述。除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0025]
图1是本技术实施例一提供的评估方法的流程示意图。如图1所示，本技术的评估方法可以包括如下步骤：
[0026]
步骤s101：获取卫星导航系统改正产品连续性的评估范围；
[0027]
可选地，评估范围包括系统类型、产品服务区域及评估时间段；其中，系统类型包
括美国的全球定位系统(gps)、中国的北斗卫星导航系统(bds)、欧盟的伽利略定位系统(galileo)、俄罗斯的全球卫星导航系统(glonass)等导航系统；产品服务区域包括中国、美国等不同的地区；评估时间段的单位可为年、月、日或小时。
[0028]
步骤s102：根据评估范围，获取改正产品的数据；
[0029]
可选地，改正产品的数据包括改正产品的历史产品数据、计算历史产品数据所需的卫星原始观测数据、及第三方机构提供的事后产品数据；其中，改正产品包括精密轨道、精密钟差、码偏差、相位偏差、电离层改正、对流程改正；历史产品数据为改正产品服务商本地服务器存储的改正产品的历史数据；原始产品数据为计算历史产品数据所需的必要原始信息，如计算精密轨道和钟差需要卫星的广播星历；第三方机构提供的事后产品数据为国际卫星导航服务组织(如igs、nasa)根据卫星原始观测数据计算的改正产品的产品数据，此数据一般比历史产品数据晚20-30天生成，故称为事后产品数据。
[0030]
以精密轨道和钟差产品为例，若产品服务区域为中国境内，则计算出每颗卫星每天的过境时间(可适当延长开始和结束时间)，然后移除各卫星处于境外时段的精密轨道和钟差产品的数据。
[0031]
值得一提的是，评估范围还包括卫星频点；以码偏差和相位偏差产品为例，若产品服务区域为中国境内，卫星频点为l1，则计算出每颗卫星每天的过境时间(可适当延长开始和结束时间)并确定每颗卫星的频点，然后移除各卫星处于境外时段及l1频点以外的码偏差和相位偏差产品的数据。
[0032]
步骤s103：根据改正产品的数据，获取改正产品的连续性评估值。
[0033]
在一实施方式中，在获取改正产品的连续性评估值之前，包括：
[0034]
获取改正产品的数据的播发频率，并根据数据的播发频率及评估时间段，确定改正产品的历元信息；
[0035]
根据系统类型及产品服务区域，确定历元信息中的任一时刻改正产品对应的卫星集合；
[0036]
根据改正产品的数据，对历元信息及卫星集合进行预处理。
[0037]
示例性地，若改正产品的数据的播放频率为每隔5s播发一次数据，则在评估时间段内每隔5s确定一个时刻点，全部时刻点组成改正产品的历元信息；若系统类型为gps，产品服务区域为中国，则历元信息中的任一时刻处于中国境内的可见gps卫星组成的集合为改正产品对应的卫星集合。
[0038]
在一实施方式中，根据改正产品的数据，对历元信息及卫星集合进行预处理的步骤，包括：
[0039]
若历元信息中的任一时刻的历史产品数据、第三方机构提供的事后产品数据及卫星集合中的任一卫星的原始观测数据均缺失，则将对应时刻、对应卫星分别从历元信息及卫星集合中移除；
[0040]
若历元信息中的任一时刻的历史产品数据缺失，而第三方机构提供的事后产品数据未缺失，则进一步获取对应时刻的数据不当处理因素；其中，数据不当处理因素包括数据未保存、数据存储错误中的任一项；若对应时刻存在数据不当处理因素，则将对应时刻从历元信息中移除；若对应时刻不存在数据不当处理因素，则保持历元信息不变。
[0041]
以精密轨道和钟差产品为例，若在某个时刻某颗卫星由于系统维护或卫星机动等
原因未播发广播星历，且对应时刻的事后产品数据第三方机构也未提供，则可判定改正产品的连续性中断是由于卫星或系统原因造成的，不应将对应时刻及对应卫星纳入改正产品的连续性评估过程；若在某时刻历史产品数据缺失，而对应时刻的第三方机构提供的事后产品数据未缺失，且对应时刻存在人为因素造成的数据未保存、数据存储错误等数据不当处理因素，如对应时刻断电、断网等，则可判定改正产品的连续性中断是由于人为因素造成的，不应将对应时刻纳入改正产品的连续性评估过程。
[0042]
在一实施方式中，步骤s103：根据改正产品的数据，获取改正产品的连续性评估值，包括：
[0043]
根据历史产品数据、预处理后的历元信息及卫星集合，获取改正产品在预处理后的历元信息中的各时刻的连续性；
[0044]
根据改正产品在各时刻的连续性，计算改正产品的连续性评估值。
[0045]
在一实施方式中，根据历史产品数据、预处理后的历元信息及卫星集合，获取改正产品在预处理后的历元信息中的各时刻的连续性的步骤，包括：
[0046]
若预处理后的历元信息中的任一时刻，历史产品数据未缺失，且实际有历史产品数据的卫星的数量与对应时刻改正产品对应的预处理后的卫星集合中的卫星总数的比值大于评估阈值，则改正产品在对应时刻连续；
[0047]
若预处理后的历元信息中的任一时刻，历史产品数据未缺失，且实际有历史产品数据的卫星的数量与对应时刻改正产品对应的预处理后的卫星集合中的卫星总数的比值小于或等于评估阈值，则改正产品在对应时刻不连续；
[0048]
若预处理后的历元信息中的任一时刻，历史产品数据缺失，则改正产品在对应时刻不连续；
[0049]
值得一提的，可根据不同的评估范围及改正产品设置不同评估阈值，使改正产品的连续性评估结果更全面、准确及可靠。
[0050]
在一实施方式中，根据改正产品在各时刻的连续性，计算改正产品的连续性评估值的步骤，包括：
[0051]
改正产品的连续性评估值，通过以下公式计算：
[0052][0053]
其中，p
cont
为改正产品的连续性评估值；m为预处理后的历元信息中的总时刻数；xk为改正产品在预处理后的历元信息中的k时刻的连续性表征值，xk的取值范围为0或1，xk＝1表示改正产品在k时刻连续；xk＝0表示改正产品在k时刻不连续。
[0054]
值得一提的是，评估范围包括卫星导航系统的定位模式；在获取改正产品的数据之前，包括：根据定位模式，确定待评估连续性的改正产品；在获取改正产品的连续性评估值之后，包括：根据改正产品的连续性评估值，获取定位模式的连续性评估值。
[0055]
其中，ppp-float定位模式对应的改正产品为精密轨道、精密钟差及码偏差；ppp-ar定位模式对应的改正产品为精密轨道、精密钟差、码偏差及相位偏差；ppp-rtk定位模式对应的改正产品为精密轨道、精密钟差、码偏差、相位偏差、电离层改正及对流层改正。
[0056]
在一实施方式中，根据改正产品的连续性评估值，获取定位模式的连续性评估值的步骤，包括：
[0057]
获取定位模式下各改正产品的连续性评估值的最小值；
[0058]
将连续性评估值的最小值作为定位模式的连续性评估值。
[0059]
本技术实施例一提供的评估方法，通过获取卫星导航系统改正产品连续性的评估范围；根据评估范围，获取改正产品的数据；并根据改正产品的数据，获取改正产品的连续性评估值；充分考虑了用户的实际服务需求，通过设置不同的评估范围评估改正产品的连续性，并将改正产品的连续评估结果与定位模式的连续性评估结果关联，提高了改正产品连续性评估结果的实际应用价值；另外，对改正产品的连续性直接进行正向计算，排除了由于定位算法或评估环境引入的干扰因素，并在连续性评估前，通过对评估数据进行预处理，提高了改正产品连续性评估结果的准确性。
[0060]
图2是本技术实施例二提供的终端的结构示意图。本技术的终端包括：处理器110、存储器111以及存储在所述存储器111中并可在所述处理器110上运行的计算机程序112。所述处理器110执行所述计算机程序112时实现上述各个评估方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s103。
[0061]
所述终端可包括，但不仅限于，处理器110、存储器111。本领域技术人员可以理解，图2仅仅是终端的示例，并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0062]
所称处理器110可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0063]
所述存储器111可以是所述终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。所述存储器111也可以是所述终端的外部存储设备，例如所述终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器111还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器111用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述存储器111还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0064]
本技术还提供一种存储介质，所述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上所述评估方法的步骤。
[0065]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0066]
在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
[0067]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。