一种UPD产品的质量监测方法、装置和存储介质与流程

allin2025-03-26  55


本文涉及导航定位技术,尤指一种upd产品的质量监测方法、装置和存储介质。


背景技术:

1、全球卫星导航系统(global navigation satellite system,gnss)可向全球用户提供三维、全天候、高质量的定位、导航和授时(positioning、navigation and timing,pnt)服务,是交通、通信、测绘等行业十分关键的定位手段。然而,利用gnss自身导航服务只能获得米级定位精度,无法满足自动驾驶、精密农业、无人机测绘、大地测量和地震海啸监测等领域对快速厘米级定位的迫切需求。

2、为此,基于gnss的高精度定位技术应运而生。典型的高精度定位技术包括实时动态载波差分(real-time kinematic,rtk)技术和精密单点定位(precise pointpositioning,ppp)技术。所述rtk技术和所述ppp技术是对gnss数据进行进一步处理以提高定位精度的技术。所述rtk技术通过设立一个基准站和多个移动站来实时计算并修正接收到的gnss信号中的误差,从而实现厘米级的高精度定位。所述ppp技术利用全球分布的地面跟踪站提供的数据计算卫星轨道和钟差的精细校正,从而为单个gnss接收机提供高精度的绝对位置坐标。ppp的优势在于其全球一致性的定位精度,适用于没有基准站或参考站的偏远地区。基于所述rtk技术和所述pp技术又诞生ppp-rtk技术,所述ppp-rtk技术结合了ppp和rtk的优点,既保留了ppp的全球覆盖特性,又通过rtk技术大幅提高了定位的速度和精度,其基本思想是利用局域网观测数据,精化求解全球网(广域网)提供的(部分)状态空间域改正(state space representation,ssr)产品,如卫星钟差、相位偏差等,同时求解大气延迟等参数,重新生成的各类改正信息均以ssr表示,并单独播发给用户端使用。用户端使用接收到的实时轨道、钟差改正数、伪距相位偏差、高精度非差对流层延迟以及电离层延迟,对观测数据进行改正,以恢复非差模糊度的整数特性并加以固定,通过加速ppp的初始化,实现基于ppp模式的ppp-rtk定位。

3、对于ppp来说,模糊度固定(ambiguity resolution,ar)技术是提高定位精度的关键。由于非差模糊度参数包含卫星端和接收机端的未校准相位延迟(uncalibrated phasedelay,upd),所以其并不具备整周特性。用户可以通过服务端播发的卫星upd产品(upd产品包含了upd改正数)结合星间单差来恢复模糊度参数的整周特性,进而实现ppp-ar。然而,使用错误或者精度差的upd产品将导致错误的模糊度固定,严重影响定位结果,造成定位精度下降,甚至结果发散,进而影响用户的使用安全。因此对于upd产品的质量监测非常有必要。


技术实现思路

1、本技术提供了一种upd产品的质量监测方法、装置和存储介质,能够实现对upd产品质量的准确监测。

2、本技术提供了一种upd产品的质量监测方法,包括:

3、从服务端接收第一时刻对第i个卫星的第f个频点的upd产品,及来自多个监测站的所述第一时刻的距离观测数据;每个监测站的所述距离观测数据包括:该监测站与第i个卫星之间在第f个频点获得的载波相位和伪距;i=1…s,s为卫星总数;f=1…l,l为频点总数;

4、基于所述upd产品对所述来自多个监测站的所述第一时刻的距离观测数据分别进行修正,得到多个最终的距离观测数据;

5、计算每个最终的距离观测数据的残差;

6、基于所述每个最终的距离观测数据的残差计算所述upd产品的质量因子;

7、结合每个最终的距离观测数据的残差和所述质量因子对所述upd产品进行质量监测。

8、作为一实施示例,在计算最终的距离观测数据的残差的过程中,最终的伪距的残差通过下式计算获得:

9、

10、最终的载波相位的残差通过下式计算获得:

11、

12、其中,j表示第j个监测站,j=1…r,r为监测站总数;ρ表示改正码延迟后的伪距观测值;ψ表示载波相位观测值;xi表示第i颗卫星的位置;xj表示第j个监测站的位置;cdti表示第i颗卫星的钟差;λf表示第f个频点的波长;分别表示接收机钟差估计值、对流层延迟估计值、电离层延迟估计值和具有整周特性的浮点模糊度估计值。

13、作为一实施示例,所述基于每个最终的距离观测数据的残差计算所述upd产品的质量因子,包括:

14、基于每个最终的载波相位的残差,得到所述第一时刻的载波相位的残差统计参数;

15、获取第i个卫星的第f个频点的历史载波相位的残差统计参数;

16、结合所述第一时刻的载波相位的残差统计参数及所述历史载波相位的残差统计参数计算所述质量因子。

17、作为一实施示例,所述结合所述第一时刻的载波相位的残差统计参数及所述历史载波相位的残差统计参数计算所述质量因子,包括:

18、利用下述公式计算所述质量因子,

19、

20、其中,表示对第i个卫星的第f个频点的历史载波相位的残差统计均值;表示对第i个卫星的第f个频点的第一时刻的载波相位的残差统计均值;表示对第i个卫星的第f个频点的第一时刻的载波相位的残差统计标准差;α,β,γ表示预设的拟合系数;表示质量因子的模型值;表示质量因子的最终值,a为经验值。

21、作为一实施示例,所述结合每个最终的距离观测数据的残差和所述质量因子对所述upd产品进行质量监测,包括:

22、对每个监测站获得的第i个卫星在所有频点上的载波相位残差和伪距残差进行检测,在检测结果均正常的情况下,确定通过该监测站对所述upd产品质量的监测结果为正常。

23、作为一实施示例,所述结合每个最终的当前距离观测数据的残差和所述质量因子对所述upd产品进行质量监测,包括:

24、对每个监测站获得的第i个卫星在所有频点上的载波相位残差和伪距残差进行检测,在检测结果均正常的情况下,再结合对应监测站的位置进行验证;

25、在结合对应监测站的位置进行验证得到所述检测结果有效的情况下,确定通过该监测站对所述upd产品质量的监测结果为正常。

26、作为一实施示例,所述结合每个最终的当前距离观测数据的残差和所述质量因子对所述upd产品进行质量监测,还包括:

27、确定通过该监测站对所述upd产品质量的监测结果为正常之后,将该监测站作为有效监测站;

28、在有效监测站的总数达到预设监测站阈值,产生距离观测数据的模糊度固定状态为窄巷的监测站的比例达到预设比例阈值、且每个监测站对第i个卫星在所有频点上的载波相位残差和伪距残差进行检测结果均正常的情况下,确定对所述upd产品质量的监测结果为正常。

29、作为一实施示例,所述对每个监测站获得的第i个卫星在所有频点上的载波相位残差和伪距残差进行检测,包括:

30、对每个监测站分别进行如下操作:

31、获得所述第i个卫星在所有频点上的载波相位残差的最大值和伪距残差的最大值;

32、在第i个卫星中在所有频点上的伪距残差的最大值和载波相位残差的最大值均满足下述公式时,则确定检测结果均正常;

33、且

34、其中,表示第i个卫星在所有频点上的伪距残差的最大值;表示第i个卫星在所有频点上的载波相位残差的最大值;j表示第j个监测站,j=1…r,r为监测站总数;表示质量因子的最终值;ρ表示改正码延迟后的伪距观测值;ψ表示载波相位观测值;tρ表示伪距残差阈值;tψ表示载波相位残差阈值。

35、本技术还提供了一种非瞬态计算机可读存储介质,所述非瞬态计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如前任一所述的方法。

36、本技术还提供了一种upd产品的质量监测装置,包括:存储器和处理器,所述存储器中保存有计算机程序;其中,处理器被配置为执行存储器中的计算机程序时实现如前任一项所述的方法。

37、与相关技术相比,本技术基于伪距和载波相位计算残差,由于使用了更多的信息,因此提高了upd产品质量监测的正确率;由于残差计算中使用的观测数据来源于监测站,相当于模拟用户端实际感受到的数据,因此基于残差计算出的质量因子也更能够从用户端表征upd产品的实际误差,使得对upd产品进行质量监测的结果更符合用户实际感受。

38、本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术而了解。本技术的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。


技术特征:

1.一种upd产品的质量监测方法,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在计算最终的距离观测数据的残差的过程中,最终的伪距的残差通过下式计算获得:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于每个最终的距离观测数据的残差计算所述upd产品的质量因子,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,

8.根据权利要求5或6或7所述的方法,其特征在于,

9.一种非瞬态计算机可读存储介质,所述非瞬态计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1到8中任一项所述的方法。

10.一种upd产品的质量监测装置,包括:存储器和处理器,所述存储器中保存有计算机程序;其中,处理器被配置为执行存储器中的计算机程序时实现如权利要求1到8中任一项所述的方法。


技术总结
UPD产品的质量监测方法、装置和存储介质,所述方法包括:从服务端接收第一时刻对第i个卫星的第f个频点的UPD产品,及来自多个监测站的第一时刻的距离观测数据;每个监测站的距离观测数据包括:该监测站与第i个卫星之间在第f个频点获得的载波相位和伪距;i=1…S,S为卫星总数;f=1…L,L为频点总数;基于UPD产品对来自多个监测站的第一时刻的距离观测数据分别进行修正,得到多个最终的距离观测数据;计算每个最终的距离观测数据的残差;基于每个最终的距离观测数据的残差计算UPD产品的质量因子;结合每个最终的距离观测数据的残差和质量因子对UPD产品进行质量监测,提高了UPD产品质量监测的正确率。

技术研发人员:周光宇,薛伟峰,翟亚慰,崔红正
受保护的技术使用者:真点科技(北京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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