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      一種提高GNSS基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法與流程

      文檔序號:11249741閱讀:2123來源:國知局
      一種提高GNSS基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法與流程

      本發(fā)明涉及一種提高數(shù)據(jù)質(zhì)量方法,尤其涉及一種提高gnss基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法。



      背景技術:

      全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(globalnavigationsatellitesystem,縮寫為gnss)是一種空間衛(wèi)星無線電測距定位系統(tǒng),均勻分布在不同軌道面上的衛(wèi)星,通過發(fā)送調(diào)制波信號,經(jīng)過大氣層轉(zhuǎn)播至用戶接收機,供解調(diào)導航定位信號實現(xiàn)定位功能。廣域差分gnss和區(qū)域gnss地基增加系統(tǒng)采用的接收機,統(tǒng)稱為基準站接收機。該基準站接收機按照用戶設計長期架設在野外,按照用戶設定的截至高度角、采樣頻率、全天候長期采集衛(wèi)星數(shù)據(jù),并實時回傳控制中心。

      由于衛(wèi)星均勻分布運行在各軌道面,基準站接收機分布在不同經(jīng)緯度,二者構成的不同的高度截止角。從理論上講,接收機跟蹤低高度角衛(wèi)星,幾何精度因子越強,多余觀測值越多,定位精度越高(高程定位精度影響明顯)。但實際上低高度角衛(wèi)星對流程傳播延遲越大,多路徑效應越強,又引入過多噪聲信號,不利于測量精度的提高?;鶞收窘邮諜C的遮擋一般來自不同的方位(視現(xiàn)場環(huán)境),全方位、整體提高截止高度角的方法能有效過濾因環(huán)境引起的噪聲信號,但同時也對未遮擋方位角的信號進行了屏蔽,對該方向上的“優(yōu)質(zhì)”信號進行了“錯誤”剔除,減少了衛(wèi)星顆數(shù),降低了衛(wèi)星幾何精度因子,減少了多余觀測值,降低了測量精度(高程rms值影響明顯)。同時也過濾掉其他方位的良好的衛(wèi)星信號,衛(wèi)星跟蹤顆數(shù)未達到最多,衛(wèi)星幾何精度因子未達到最強,多余觀測值未達到最多,測量精度未達到理論最佳。



      技術實現(xiàn)要素:

      針對上述問題,本發(fā)明提出一種提高gnss基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法,包括以下步驟:

      基準站觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析:基于單每顆衛(wèi)星的歷元,解算完整率時間序列、多路徑時間序列和周跳時間序列;解算每顆衛(wèi)星的高度角、方位角時間序列;

      數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結果圖形化展示:繪制站心坐標系圖,基于所述時間序列,將所述完整率、所述多路徑效應和所述周跳信息疊加于所述站心坐標系;

      基于圖形化數(shù)據(jù)分析結果,做信號過濾區(qū)域劃分,劃定衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的有效空間范圍;

      輸出期望觀測數(shù)據(jù)。

      繪制站心坐標系圖,是以站心為坐標原點o,分別以站方向角和高度角分別構成站心坐標的兩個要素。

      本發(fā)明技術方案實現(xiàn)的有益效果:

      本發(fā)明通過對數(shù)據(jù)過濾的判斷和取舍方法,能準確定位數(shù)據(jù)干擾源的準確方位角和高度角,屏蔽干擾信號的同時,保留了更多的衛(wèi)星觀測信息;劃分數(shù)據(jù)接收的有效區(qū)域,屏蔽質(zhì)量差的衛(wèi)星信號,準確地給現(xiàn)場維護人員做環(huán)境干預指導。

      附圖說明

      圖1是本發(fā)明一種提高gnss基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法的流程圖。

      圖2是本發(fā)明的站心坐標系圖。

      圖3是本發(fā)明疊加信息后的站心坐標系圖。

      圖4是本發(fā)明有效空間范圍效果圖。

      具體實施方式

      下面結合附圖和具體實施例,進一步闡述本發(fā)明,本發(fā)明實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制本發(fā)明的保護范圍。

      如圖1所示,本發(fā)明提出一種提高gnss基準站數(shù)據(jù)質(zhì)量的方法,包括以下步驟:

      基準站觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析:基于單每顆衛(wèi)星的歷元,解算完整率時間序列、多路徑時間序列和周跳時間序列;解算每顆衛(wèi)星的高度角、方位角時間序列;

      數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結果圖形化展示:繪制站心坐標系圖,基于所述時間序列,將所述完整率、所述多路徑效應和所述周跳信息疊加于所述站心坐標系;

      基于圖形化數(shù)據(jù)分析結果,做信號過濾區(qū)域劃分,劃定衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的有效空間范圍;

      輸出期望觀測數(shù)據(jù)。

      繪制站心坐標系圖,是以站心為坐標原點o,分別以站方向角和高度角分別構成站心坐標的兩個要素。

      以下結合附圖,對具體實施方案方式作進一步的闡述:

      1、基準站觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

      a)數(shù)據(jù)完整率時間序列

      為各個衛(wèi)星的數(shù)據(jù)類型中最小類型值與最大類型值百分比。一般情況下,接收機會接收到來自不同頻率的載波和偽距等觀測值類型,在遍歷所有歷元的觀測值后,可以統(tǒng)計單顆衛(wèi)星各個頻率上的載波和偽距觀測值,在理想情況下,各頻率上的載波和偽距觀測值應相同,但實際上由于導航信號本身等設計原因會導致某些頻點上的信號容易跟蹤而有些容易丟失。公式如下:

      即:

      b)多路徑時間序列

      gnss接收機接收來自衛(wèi)星發(fā)射的直接信號,同時還會接收到同一信號經(jīng)接收機周圍物體的反射而產(chǎn)生多個路徑的反射回來的信號,實際量測到的gnss信號將是直接接收到的信號與反射回來的信號的迭加結果,這一現(xiàn)象叫多路徑效應。采用公式分析,以bdsb1和b2為例:

      對于b1頻點:

      對于b2頻點:

      其中,mp1,mp2分別為b1和b2頻點多路徑

      p1,p2,b1,b2,f1,f2分別為偽距、載波觀測值和對應的頻率。

      c)周跳比時間序列

      在衛(wèi)星定位的載波相位觀測過程中,由于衛(wèi)星信號的失鎖而導致的整周計數(shù)的跳變或中斷。測試過程中我們會對“累計記錄觀測值/累計發(fā)生周跳觀測值”這一比值(周跳比)進行測試,采用公式如下:

      gf=[cs(l1×λl1-l2×λl2)]

      gf(i)-gf(i-1)>threshold(0.1米),slip=1;

      d)方向角、高度角時間序列

      基于導航星歷和基站站的概率坐標解算。

      2、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結果圖形化展示(站心坐標系)

      1)繪制站心坐標系圖,如圖2:以站心為坐標原點o,分別以站方向角和高度角分別構成站心坐標的兩個要素;

      2)基于時間序列,將完整率、多路徑效應和周跳信息疊加于上述站心坐標系,其中用衛(wèi)星軌跡表示數(shù)據(jù)完整率,軌跡的色譜表示多路徑效應值(l1多路徑影響推薦值<0.5,l2多路徑影響推薦值<0.65),軌跡上的×符號表示周跳數(shù)(周跳比的推薦值>400)。示例效果圖如圖3。

      3、信號過濾區(qū)域劃分

      1)按照規(guī)范要求在全方位角上設定高度截止角屏蔽數(shù)據(jù)接收空間,如:10度,即10度以下衛(wèi)星數(shù)據(jù)為無效接收機區(qū)間。

      2)在設定的高度截止角基礎上,自定義方位角和高度角屏蔽數(shù)據(jù)接收機空間,剔除數(shù)據(jù)質(zhì)量較差的區(qū)間。對數(shù)據(jù)質(zhì)量不合格的站點,按照上述數(shù)據(jù)質(zhì)量分析圖形化結果,綜合數(shù)據(jù)完整率(圖形里軌跡有中斷),多路徑值太大(色譜深,mp1>0.5mp2>0.65)和周跳多(“×”符合標識相對)的區(qū)域過濾,過濾后分析數(shù)據(jù)是否滿足要求,否則,重新選擇過濾區(qū)域,直到符合要求。

      3)基于以上2點,最終劃定衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的有效空間范圍。

      基于圖形化矢量展示圖劃定衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收的有效空間范圍,效果圖如圖4。

      4、輸出期望觀測數(shù)據(jù),完成操作。

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