卫星导航系统偏差产品的误差评估方法、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偏差产品的误差评估方法、终端及存储介质。


背景技术：

2.全球卫星导航系统gnss(global navigation satellite system)仪器偏差主要是指存在于卫星端或接收机端中的硬件延迟，该部分误差呈现系统性、短期稳定，且不同频点下偏差大小不一等特点，通常采用附加外部产品消除或以差分的形式削弱其对导航定位的影响。然而差分处理模型存在观测值利用率低、观测值间相关性增强等缺点，故通常采用第一种方式对gnss偏差进行处理。 gnss偏差产品主要包括：伪距端硬件延迟(码偏差)以及相位端硬件延迟(相位偏差)两类；码偏差与相位偏差作为实现高精度导航定位的关键产品，其精度将直接影响用户定位结果。
3.现有方法中，针对码偏差或相位偏差的误差求解多采用星间单差法，即选择某参考星，将同一系统中其它卫星与其做单差，称其为一次差结果；然后再将不同分析中心产品的一次差结果之间做二次差，即可得到硬件偏差的二次差序列；通过计算二次差序列的标准差作为产品的一个表征精度。但此类方法引入了基准星的误差，导致计算得到的精度不能准确描述产品的精度。另外，当基准星出现自身跳变或者粗差时，通过二次差法会引入参考星的误差，映射到二次差序列中，严重破坏各类偏差产品误差结果的准确性。此外，偏差产品的标准差结果表征的是一个二次差序列的统计结果，未考虑时间序列上的均值偏差，无法得到时间序列上的真实误差。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本技术提供一种卫星导航系统偏差产品的误差评估方法、终端及存储介质，以提高偏差产品误差评估的可靠性及准确性。
5.本技术提供了一种卫星导航系统偏差产品的误差评估方法，包括：获取卫星导航系统偏差产品的误差评估范围；根据所述误差评估范围，获取系统中各卫星的偏差产品数据；根据所述各卫星的偏差产品数据，确定基准星；根据所述各卫星的偏差产品数据及所述基准星，评估系统中非基准星的偏差产品的误差。
6.在一实施方式中，所述误差评估范围包括系统类型、偏差产品类型、评估时间及评估方式；所述根据所述误差评估范围，获取系统中各卫星的偏差产品数据的步骤，包括：若所述评估方式为实时评估，则获取系统中各卫星的偏差产品在评估时刻的实时产品数据；若所述评估方式为事后评估，则获取系统中各卫星的偏差产品在评估时段的历史产品数据及第三方事后产品数据。
7.在一实施方式中，所述根据所述各卫星的偏差产品数据，确定基准星的步骤，包括：在所述评估方式为所述实时评估时，分别获取各卫星的实时产品数据在预设时间的变化量，选取所述变化量最小的卫星作为所述基准星；在所述评估方式为所述事后评估时，分
别获取各卫星的历史产品数据的标准差，选取所述标准差最小的卫星作为所述基准星。
8.在一实施方式中，所述根据所述各卫星的偏差产品数据及所述基准星，评估系统中非基准星的偏差产品的误差的步骤，包括：在所述评估方式为所述实时评估时，在各非基准星的实时产品数据的基础上减去所述基准星的实时产品数据，获取所述各非基准星的偏差产品的一次差实时结果；根据所述各非基准星的一次差实时结果，获取一次差实时均值；在所述各非基准星的一次差实时结果的基础上减去所述一次差实时均值，得到所述各非基准星的偏差产品的实时误差。
9.在一实施方式中，所述根据所述各非基准星的一次差实时结果，获取一次差实时均值的步骤，包括：采用中位数抗差法对所述各非基准星的一次差实时结果构成的一次差实时结果序列进行预处理；根据预处理后的一次差实时结果序列中包括的一次差实时结果，获取一次差实时均值。
10.在一实施方式中，所述根据所述各卫星的偏差产品数据及所述基准星，评估各非基准星的偏差产品的误差的步骤，包括：在所述评估方式为所述事后评估时，根据各卫星在所述评估时段的历史产品数据与事后产品数据，逐历元获取所述各卫星的偏差产品的一次差事后结果；在各非基准星的一次差事后结果的基础上减去所述基准星的一次差事后结果，逐历元获取所述各非基准星的二次差事后结果；根据所述各非基准星的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值；在所述各非基准星的二次差事后结果的基础上减去所述二次差事后均值，得到所述各非基准星的偏差产品在各历元的误差。
11.在一实施方式中，所述根据所述各卫星的偏差产品数据及所述基准星，评估各非基准星的偏差产品的误差的步骤，包括：对所述各非基准星的二次差事后结果进行预处理：根据所述各非基准星在所述各历元的二次差事后结果，获取所述各历元的二次差事后结果序列；采用中位数抗差法对所述各历元的二次差事后结果序列进行预处理；根据所述各历元的预处理后的二次差事后结果序列中包括的二次差事后结果，逐历元获取所述基准星的系统性偏差值；在所述各非基准星的二次差事后结果的基础上减去所述基准星的系统性偏差值，逐历元获取所述各非基准星的预处理后的二次差事后结果。
12.在一实施方式中，所述根据所述各非基准星的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值的步骤，包括：根据所述各非基准星在所述各历元的二次差事后结果，获取所述各非基准星的二次差事后结果序列；采用中位数抗差法对所述各非基准星的二次差事后结果序列进行预处理；根据所述各非基准星的预处理后的二次差事后结果序列中包括的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值。
13.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误差评估方法的步骤。
14.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误差评估方法的步骤。
15.本技术提供的一种卫星导航系统偏差产品的误差评估方法、终端及存储介质，根据各卫星的偏差产品数据，选取历元间偏差变化率最小的卫星作为基准星，并在非基准星的偏差产品的误差评估过程中采用中位数抗差法对数据进行预处理，通过消除时间序列上的均值偏差及基准星的系统性偏差，提高偏差产品误差评估的可靠性及准确性。
附图说明
16.图1是本技术实施例一提供的误差评估方法的流程示意图；
17.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
18.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。
19.图1是本技术实施例一提供的误差评估方法的流程示意图。如图1所示，本技术的误差评估方法可以包括如下步骤：
20.步骤s101：获取卫星导航系统偏差产品的误差评估范围；
21.可选地，误差评估范围包括系统类型、偏差产品类型、评估时间及评估方式。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)等等；偏差产品类型包括码偏差、相位偏差，其中，相位偏差包括宽巷相位偏差、窄巷相位偏差；评估时间包括评估时刻、评估时段；评估方式包括实时评估、事后评估。
22.步骤s102：根据误差评估范围，获取系统中各卫星的偏差产品数据；
23.在一实施方式中，步骤s102包括：
24.若评估方式为实时评估，则获取系统中各卫星的偏差产品在评估时刻的实时产品数据；
25.若评估方式为事后评估，则获取系统中各卫星的偏差产品在评估时段的历史产品数据及第三方事后产品数据。
26.其中，实时产品数据为偏差产品服务商实时提供的偏差产品数据；历史产品数据为偏差产品服务商本地服务器存储的偏差产品的历史数据；第三方事后产品数据为第三方机构(如igs、nasa等国际卫星导航服务组织)提供的事后产品数据，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。值得一提的是，由于窄巷相位偏差与卫星钟差耦合，故窄巷相位偏差产品数据中融合了卫星钟差产品数据。
27.步骤s103：根据各卫星的偏差产品数据，确定基准星；
28.在一实施方式中，步骤s103包括：
29.在评估方式为实时评估时，分别获取各卫星的实时产品数据在预设时间的变化量，选取变化量最小的卫星作为基准星；
30.在评估方式为事后评估时，分别获取各卫星的历史产品数据的标准差，选取标准差最小的卫星作为基准星。
31.步骤s104：根据各卫星的偏差产品数据及基准星，评估系统中非基准星的偏差产品的误差。
32.在一实施方式中，步骤s104包括：
33.在评估方式为实时评估时，在各非基准星的实时产品数据的基础上减去基准星的
实时产品数据，获取各非基准星的偏差产品的一次差实时结果；
34.根据各非基准星的一次差实时结果，获取一次差实时均值；
35.在各非基准星的一次差实时结果的基础上减去一次差实时均值，得到各非基准星的偏差产品的实时误差。
36.在一实施方式中，根据各非基准星的一次差实时结果，获取一次差实时均值，包括：
37.采用中位数抗差法对各非基准星的一次差实时结果构成的一次差实时结果序列进行预处理；
38.根据预处理后的一次差实时结果序列中包括的一次差实时结果，获取一次差实时均值。
39.示例性地，系统中非基准星的数量为n颗，则一次差实时结果序列包括n 个一次差实时结果，根据中位数抗差法剔除n个一次差实时结果中的a个离群值，则预处理后的一次差实时结果序列包括n-a个一次差实时结果，计算n-a 个一次差实时结果的平均值，得到一次差实时均值。值得一提的是，剔除的a 个离群值仅不参与一次差实时均值的计算，仍然参与偏差产品实时误差的计算。
40.在一实施方式中，步骤s104包括：
41.在评估方式为事后评估时，根据各卫星在评估时段的历史产品数据与事后产品数据，逐历元获取各卫星的偏差产品的一次差事后结果；
42.在各非基准星的一次差事后结果的基础上减去基准星的一次差事后结果，逐历元获取各非基准星的二次差事后结果；
43.根据各非基准星的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值；
44.在各非基准星的二次差事后结果的基础上减去二次差事后均值，得到所述各非基准星的偏差产品在各历元的误差。
45.可选地，一次差事后结果为同一时刻的历史产品数据与事后产品数据之差；二次差事后均值为各非基准星的二次差事后结果的平均值。
46.在一实施方式中，步骤s104包括：
47.对各非基准星的二次差事后结果进行预处理：
48.根据各非基准星在各历元的二次差事后结果，获取各历元的二次差事后结果序列；
49.采用中位数抗差法对各历元的二次差事后结果序列进行预处理；
50.根据各历元的预处理后的二次差事后结果序列中包括的二次差事后结果，逐历元获取基准星的系统性偏差值；
51.在各非基准星的二次差事后结果的基础上减去基准星的系统性偏差值，逐历元获取各非基准星的预处理后的二次差事后结果。
52.可选地，基准星的系统性偏差值通过以下公式计算得到：
[0053][0054]
其中，bias为基准星的系统性偏差值，nsat为系统中非基准星的总数；为第j个
非基准星对应的等价权，等价权通过初始权迭代计算得到；为第i时刻、第j个非基准星的二次差事后结果。
[0055]
在一实施方式中，根据各非基准星的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值，包括：
[0056]
根据各非基准星在各历元的二次差事后结果，获取各非基准星的二次差事后结果序列；
[0057]
采用中位数抗差法对各非基准星的二次差事后结果序列进行预处理；
[0058]
根据各非基准星的预处理后的二次差事后结果序列中包括的二次差事后结果，逐历元获取二次差事后均值。
[0059]
其中，各历元的二次差事后结果序列、各非基准星的二次差事后结果序列分别表示从历元维度及非基准星维度统计的序列，如k个历元、n颗非基准星，从历元维度能够统计得到k个二次差事后结果序列，每个二次差事后结果序列包括n个二次差事后结果；从非基准星维度能够统计得到n个二次差事后结果序列，每个二次差事后结果序列包括k个二次差事后结果；逐历元获取表示每个时刻执行一次获取操作，如k个历元，则执行k次获取操作；另外，采用中位数抗差法对各历元的二次差事后结果序列、各非基准星的二次差事后结果序列进行预处理的过程参考一次差实时结果序列的预处理过程，此处不再赘述。
[0060]
本技术实施例一提供的误差评估方法，根据各卫星的偏差产品数据，选取历元间偏差变化率最小的卫星作为基准星，并在非基准星的偏差产品的误差评估过程中采用中位数抗差法对数据进行预处理，通过消除时间序列上的均值偏差及基准星的系统性偏差，提高偏差产品误差评估的可靠性及准确性。
[0061]
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时实现上述各个误差评估方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。
[0062]
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。
[0063]
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。
[0064]
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(flash card)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。
[0065]
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误差评估方法的步骤。
[0066]
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。
[0067]
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。
[0068]
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。