一种半分布式卫星导航采集监测计费方法及系统与流程
本发明属于卫星导航技术领域，具体涉及一种半分布式卫星导航采集监测计费方法及系统。
背景技术：
在卫星导航技术快速发展、竞争日益剧烈的背景下，卫星导航系统性能问题逐渐引起广泛关注，卫星导航系统性能直接影响其操作、服务水平。卫星导航监测评估的主要目标是通过建立导航卫星全弧段、多重覆盖的全球近实时跟踪网，以及具备数据采集、存储、分析、管理、发布等功能的信息服务平台，对全球卫星导航系统运行状况和主要性能指标进行监测和评估，实现星座可用性监测、空间信号质量监测评估、导航信息监测评估和导航服务性能监测评估，并生成各类监测评估产品，向用户提供卫星导航观测资料以及各类数据产品，支持卫星导航技术试验、监测评估、大地测量、科学研究和各类应用。现有卫星导航监测站及评估系统主要有如下几类：一是卫星导航内部运控系统的监测站，二是由国际协作组织建设的国际卫星导航服务(igs)，三是由中国卫星导航系统管理办公室测试评估研究中心建设的卫星导航监测评估系统(igmas)等，四是行业用户根据自身需求自建的监测系统。监测系统主要由站点和监测平台两大部分组成。站点部署于不同的地区组成采集站网络，主要完成卫星导航的信号接收和测量、原始观测数据的采集，部分采集站具备一定的数据分析和监测能力；监测平台接收采集站发送的数据，开展数据质量分析，实现星座可用性监测、空间信号质量监测评估、导航信息监测评估和导航服务性能监测评估，然后面向各类用户发布产品及服务。
然而，对于不断增长的海量卫星导航用户来说，最具时效性和实用价值的卫星导航监测信息主要为强时空关联度的观测数据质量信息，即任意时刻任意地点的卫星导航观测数据的可用性信息，观测数据包括伪距观测量、载波相位观测量和导航电文，是用户使用卫星导航实现定位导航的基础和关键。现有卫星导航监测评估系统仍存在以下局限性：(1)主要用于监测卫星导航系统总体运行状况，不适用于针对海量用户的观测数据灵活应用场景；(2)采集站网络覆盖范围有限，其观测环境与用户观测环境的空间关联度较低，若依照现有方案需建设大量采集站才能扩大监测覆盖范围，维护成本高；(3)现有监测需要处理的数据量大、种类多，处理压力和传输压力大。因此存在一定的传输延迟和处理延迟，其评估结果无法及时直接地接入用户供用户使用，大多监测评估服务及产品需要从网站下载，用于事后解算对比分析，观测数据产品的时间关联度低。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种半分布式卫星导航采集监测计费方法及系统。
本发明提供一种半分布式卫星导航采集监测计费方法，包括以下步骤：
s1.站点接入监测系统后，初始默认为用户站模式，并将定位结果通过通信网络发送至控制总平台；
s2.控制总平台根据半分布式监测分平台分配策略向用户站首次分配所属的监测分平台，即用户站与监测分平台进行最优匹配，从属于该监测分平台管辖的监测分区；
s3.监测分平台向其管辖的监测分区内的下属站点播发卫星导航时空观测大数据监测信息产品；
s4.用户站若希望切换为流动采集站的工作模式，则向该监测分区的监测分平台提交审核申请，监测分平台收到用户站的申请后，通过基础信息的完整性和真实性审查，判断该用户站能否成为流动采集站；
s5.当用户站切换为流动采集站工作模式之后，执行流动采集站功能，向监测分平台实时传送相应级别的数据信号，所述的数据信号包括卫星导航观测数据、解算结果、高精度位置信息中的一种或多种；
s6.监测分平台根据数据维度划分策略，将其管辖的监测分区内的流动采集站上传的观测数据，按照时空信息、类型信息进行维度划分，与其他流动采集站的数据汇总后，供监测分平台进行处理分析，生成该监测分区的时空观测大数据监测信息产品，并播发给监测分区内的所有站点；
s7.监测分平台对该监测分区的流动采集站进行定期检验，通过数据可信度判断本流动采集站是能否继续维持采集站工作模式；
s8.控制总平台定期更新监测分平台下属监测分区的站点信息；
s9.监测分平台将根据定级机制对监测分区的流动采集站进行级别确定，周期性地更新其定级总分与级别；
s10.监测分平台根据流动采集站的等级和服务时长，共同计算该站点的贡献收益；
s11.监测分平台上报其监测区域下属站点的收益与支出到控制总平台；
s12.控制总平台汇集本系统所有站点的收益与支出，任一站点的收益与支出之差为该站点的总余额，当余额为负时，需提醒接入的站点及时充值，超过一定时限时，停止该站点接入本系统。
步骤s2中，所述的半分布式监测分平台分配策略，具体为：
控制总平台根据站点地理位置及监测分平台处理压力联合判定，为站点分配最优的监测分平台，控制总平台下属共n个监测分平台，其序号i＝1，2，…n，则分配给用户站u所属的监测分平台为：
iu＝argmini∈γ(mi)，γ＝{满足δdi＜ds的监测分平台的集台}(1)
式(1)中：
iu表示用户站u所属的监测分平台序号；
argmini∈γ(mi)表示在i∈γ条件下，mi为最小值时i的取值；
mi表示第i个监测分平台下属所有站点(包含用户站和流动采集站)的总数量；
ds表示用户站与监测分平台之间的距离阈值；ds的取值决定了监测分平台与站点的匹配程度，ds取值过大会使得站点的卫星导航服务环境与监测分平台关联度降低，且传输延迟增大，ds取值过小可能导致不存在与当前用户站配对的监测分平台。
监测分平台会定期将下属站点的位置信息上报至控制总平台，控制总平台根据站点的位置信息，判断站点是否已经已移动越区至其它监测分平台的管理区域，如果发生偏离，则更新站点所属的监测分平台，并且告知当前监测分平台，将该站点从其站点集合中删除信息，并将信息添加越区后的监测分平台。
步骤s4中，所述的基础信息包括但不限于接收机类型、型号、生产厂家、位置信息。
步骤s4中，所述的判断该用户站能否成为流动采集站，具体策略为：
若该用户站通过审核成为流动采集站，则监测分平台下发模式切换指令，将该用户站切换为流动采集站工作模式；
若未通过审核，比如信息不全，则继续保持为用户站工作模式，完善申请信息后可提交下一次审核申请。
步骤s7中，所述的判断本流动采集站是能否继续维持采集站工作模式，具体策略为：
若本流动采集站通过检验，则继续保持采集站工作模式；
若未通过检验，则流动采集站模式切换为用户站工作模式，仅执行用户站功能，可在修正后提交下一次流动采集站工作模式切换申请。
所述的流动采集站模式切换为用户站模式，具体策略为：
监测分平台通过定期判断流动采集站上传的观测数据可信度，来决定流动采集站是否可维持此工作模式，观测数据可信度是指流动采集站上传给监测分平台的观测数据为客观真实数据的度量，观测数据包含导航电文、伪距、载波相位，不同的流动采集站上传的同一时间和同一空间的观测数据应满足一定规律，其中，伪距观测量和载波相位观测量应在一定的数值区间内，导航电文内容应一致。因此可通过对比检验不同流动采集站上传的同一时空观测数据，来判断某一流动采集站上传的数据是否客观真实。
进一步，针对导航电文这类非数值型观测数据，通过对比不同流动采集站上传导航电文的一致性来判定其可信度，实现步骤如下：
1)统计某一时空(同一时间和同一空间)共n个流动采集站上传的导航电文，记为{m1，m2，...，mi，...，mn}；
2)针对某一流动采集站i上传的导航电文mi，将其与同一时空其余电文进行两两比对，按位进行异或运算，若异或值为1则表示不一致，统计与mi一致的导航电文数量记为m；
3)将可信度阈值设置为θ(可取θ＝0.9)，若m/(n-1)≥θ，则认为流动采集站i上传的导航电文mi可信度不小于θ，该导航电文内容客观真实，否则将该流动采集站上传的导航电文状态标记为异常。
进一步，针对伪距观测量和载波相位观测量这类数值型观测数据，通过计算数值是否在合理区间来判断其是否可信，实现步骤如下：
a)设某一时空共n个流动采集站，首先针对某个流动采集站i(i＝1，2…n)接收到所有卫星所有频点计算其伪距观测量有效值(即所有卫星所有频点的伪距观测量的均方根值)ci，以及载波观测量的有效值pi；
b)统计n个流动采集站的伪距观测量{c1，c2，...，ci，...，cn}的均值u(c)和标准差σ(c)，以及载波相位观测量{p1，p2，...，pi，...，pn}的均值u(p)和标准差σ(p)：
c)统计这组伪距观测量{c1，c2，...，ci，...，cn}，计算其合理取值的上下限tc和bc，tc＝xc+1.5(xc-yc)，bc＝xc+1.5(xc-yc)，其中xc表示某一伪距观测量且有1/4的伪距观测量大于这一观测量，yc表示某一伪距观测量且有1/4的伪距观测量小于这一观测量；同理得到载波相位观测量{p1，p2，...，pi，...，pn}的tp和bp；
d)若流动采集站i的伪距观测量满足：
{|ci-u(c)|＞3σ(c)}&&{ci∈(-∞，bc)∪(tc，+∞)}，则认为该流动采集站的伪距观测量不在合理区间内即为不可信数据，将其状态标记为异常；
同理，若流动采集站i的载波相位观测量满足：{|pi-u(p)|＞3σ(p)}&&{pi∈(-∞，bc)∪(tc，+∞)}，则认为其载波相位观测量不可信，将其状态标记为异常。
监测分平台定期(比如每60min)对流动采集站的数据进行一次检验，若通过计算，伪距观测量、载波相位观测量、导航电文中只要一项为被标记为异常数据，则监测分平台提高对相应采集站上传数据的检验频度(比如10min一次)，若异常数据维持时间超过阈值t(可取60min)，则认为该流动采集站上传观测数据不可信，不再采用该流动采集站观测数据并通知该流动采集站，流动采集站可在规定时限内(比如2天)进行解释或调整，否则将其切换为用户站模式。
步骤s8中，所述的控制总平台定期更新站点信息，具体为：
监测分平台将下属用户站、流动采集站定位信息上报至控制总平台，控制控平台根据站点的地理位置信息以及半分布式监测分平台分配策略，判断用户站或流动采集站是否已经移动越区至其他监测分平台的监测分区，若已发生偏移，则更新该站点所属的监测分平台信息，将该站点从当前监测分平台下属站点集合中删除，然后添加至越区后的监测分平台下属站点集合中，该用户站或流动采集站更新自身所属监测分平台信息。
步骤9中，根据定级机制对监测分区的流动采集站进行级别确定，周期性地更新其定级总分与级别，具体策略为：
根据不同流动采集站上传的观测数据精度，设计不同等级的流动采集站；利用流动采集站上传的观测数据计算其伪距残差和载波相位残差，根据残差值大小进行等级量化细分，流动采集站的伪距残差和载波相位残差值越小，则等级越高；监测分平台将对流动采集站的等级进行周期性(比如1天)地验证和更新，若其伪距残差和载波相位残差发生变化，则将其更新为对应的等级，实现步骤如下：
(1)伪距残差和载波相位残差的计算：设流动采集站通过rtk，ppp算法或者提前预知的结果得到精密定位结果设为(xr，yr，zr)；设该流动采集站接收到s颗卫星，每颗卫星有f个频点，第s颗卫星的位置为(xs，ys，zs)；设该流动采集站接收到第s颗卫星的第f个频点上的伪距观测值对应的单点粗定位结果为
则该流动采集站的伪距残差δρc和载波相位残差
(2)根据该流动采集站的伪距残差和载波相位残差值，判断残差值落在哪一等级区间，则将该流动站定为相应等级；
(3)对流动采集站的等级进行周期性的更新。
步骤s10中，所述的计算该站点的贡献收益，具体为：
监测分平台根据用户站接受服务的区域时长计算用户站所需承担的服务支出，对于有流动采集站功能的站点，用流动采集站模式下的收益减去其用户站的服务支出即为该站点的余额；对于仅有用户站功能的站点，没有收益，只有支出。
进一步，所述流动采集站模式下的收益计算方法为：
监测分平台根据流动采集站的等级和服务时长，共同计算该流动采集站的贡献收益，其收益计算公式如下：
incg＝kg×tg×c
其中：incg表示某流动采集站g的贡献收益；
kg＝m×fg为所服务的该流动采集站的贡献等级所对应的系数，其中fg为流动采集站等级，m为自定义常数；
tg表示其上传观测数据的时长，即贡献时长；
c为最小计费单元。
进一步，所述用户站的服务支出计算方法为：
监测分平台根据用户站接受服务的区域和时长计算用户站所需承担的服务支出，其支出计算公式如下：
expu＝du×tu×c
其中：expu表示第某用户站u的服务支出；
du表示该用户站所使用的观测数据空间范围，即使用空间与空间域最小单位的倍数；
tu表示该用户站接受服务的时长；
c为最小计费单元。
进一步，接入站点的余额计算方法为：
对于有流动采集站功能的站点，用流动采集站模式下的收益减去其用户站的服务支出即为该站点的余额，对于仅有用户站功能的站点，没有收益，只有支出，站点余额计算公式如下：
bal＝rec-incg-expu
其中：bal表示该站点余额；
rec表示该站点充值费用；
incg表示该站点在流动采集站模式下的贡献收益；
expu表示该站点在用户站模式下的支出。
步骤s12中，站点接入规则：站点的余额大于0时允许接入本系统，若已接入的站点余额为非正数，则断开连接，不再接受本监测系统的服务，但仍然保留该站点的标识和信息，直到该站点缴费以使得余额为正，才允许该站点的接入。
本发明还提供一种半分布式卫星导航采集监测计费系统，包括控制总平台、监测分平台和站点(即用户接收机)，监测分平台连接有多个站点，监测分平台和站点组成监测分区，控制总平台连接有多个监测分区，所述站点包含用户站、流动采集站两种工作模式；
所述控制总平台用于接收站点的地理位置信息，根据半分布式监测分平台分配策略，向站点分配所属的监测分平台，站点在移动切换至其它区域后，根据站点的地理位置和监测分平台的处理压力，选择最优的监测分平台，以降低观测数据传输延迟和处理延迟，增强观测数据监测信息产品的时空关联度，提升用户体验；用于汇集本系统所有站点的收益与支出，根据计费方法得出任一站点余额，当余额为负时，需提醒接入的站点及时充值，超过一定时限时，停止该站点接入本系统；
所述监测分平台用于接收流动采集站上传的时空观测数据等信息，并进行处理与分析，包含数据维度的构建与划分，生成时空观测大数据的监测信息；用于向下属站点播发卫星导航时空观测大数据的监测信息；用于对用户站提交的流动采集站工作模式切换申请进行审核，下发模式切换指令；用于根据切换策略对流动采集站进行定期检验，若判断该流动采集站不再满足采集站要求，则将其切换回用户站模式；用于根据定级机制对流动采集站进行级别确定，周期性地更新其定级总分与级别；用于根据计费方法计算监测区域下属站点的余额，用流动采集站模式下的贡献收益减去用户站模式下的支出，并将各站点的收益与支出发送至控制总平台；
所述用户站根据监测分平台播发的卫星导航时空观测大数据的质量监测信息，剔除异常数据，提高观测数据质量，优化解算效率和定位精度，增强定位可靠度；站点接入监测系统后，默认初始模式为用户站模式，用户站可申请切换为流动采集站工作模式，申请通过可执行流动采集站功能；
所述流动采集站由用户站通过模式切换而来，实现卫星导航数据采集功能，主要功能为数据采集、信号接收与上传，所述的数据信号包括卫星导航观测数据、解算结果、高精度位置信息中的一种或多种，并将数据信号通过现有通信网络上传至监测分平台。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：
(1)本发明提供一种用户贡献式和共享式的计费方法，使得接入到本监测系统中的用户在获得时空观测大数据的同时能通过数据贡献获得一定的经济收益。
(2)本发明基于半分布式卫星导航采集监测方法，站点在移动切换至其它区域后，根据站点的地理位置和监测分平台的处理压力，选择最优的监测分平台，尽可能地降低观测数据传输延迟和处理延迟，增强观测数据监测信息产品的时空关联度，提升用户体验。
(3)根据观测数据的质量监测，可去除有问题或者误差较大的观测数据，从而提高用户的观测数据质量，优化解算效率和定位精度，增强定位可靠度。
(4)为用户提供指定时空的卫星导航时频服务能力信息，为用户适应性地选择卫星导航服务提供决策支撑，比如通过分析不同时空卫星导航观测数据，判断站点周围观测环境的优劣，及其对定位精度的影响，从而有效避开观测环境差的作业点。
(5)定期评估系统观测数据质量，可辅助卫星导航系统在运行过程中进行监控与优化，以及异常分析排查。
附图说明
图1为半分布式卫星导航采集监测计费系统的原理示意图。
图2为用户站-流动采集站的运行流程图。
图3为监测分平台的运行流程图。
图4为控制总平台运行流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步说明：
图1为本实施例中半分布式卫星导航采集监测计费系统的原理示意图，包括控制总平台、监测分平台和站点(即用户接收机)，监测分平台连接有多个站点，监测分平台和站点组成监测分区，控制总平台连接有多个监测分区，所述站点包含用户站、流动采集站两种工作模式；
控制总平台：本方案需要一个控制总共平台，下属多个监测分平台，用于接收站点的地理位置信息，根据半分布式监测分平台分配策略，向站点分配所属的监测分平台，站点在移动切换至其它区域后，根据站点的地理位置和监测分平台的处理压力，选择最优的监测分平台，以降低观测数据传输延迟和处理延迟，增强观测数据监测信息产品的时空关联度，提升用户体验；用于汇集本系统所有站点的收益与支出，根据计费方法得出任一站点余额，当余额为负时，需提醒接入的站点及时充值，超过一定时限时，停止该站点接入本系统；
监测分平台：本方案需要多个监测分平台，每个监测分平台下属多个站点，用于接收流动采集站上传的时空观测数据等信息，并进行处理与分析，包含数据维度的构建与划分，生成时空观测大数据的监测信息；用于向下属站点播发卫星导航时空观测大数据的监测信息；用于对用户站提交的流动采集站工作模式切换申请进行审核，下发模式切换指令；用于根据切换策略对流动采集站进行定期检验，若判断该流动采集站不再满足采集站要求，则将其切换回用户站模式；用于根据定级机制对流动采集站进行级别确定，周期性地更新其定级总分与级别；用于根据计费方法计算监测区域下属站点的余额，用流动采集站模式下的贡献收益减去用户站模式下的支出，并将各站点的收益与支出发送至控制总平台；
用户站：根据监测分平台播发的卫星导航时空观测大数据的质量监测信息，剔除异常数据，提高观测数据质量，优化解算效率和定位精度，增强定位可靠度；站点接入监测系统后，默认初始模式为用户站模式，用户站可申请切换为流动采集站工作模式，申请通过可执行流动采集站功能；
流动采集站：由用户站通过模式切换而来，实现卫星导航数据采集功能，主要功能为数据采集、信号接收与上传，所述的数据信号包括卫星导航观测数据、解算结果、高精度位置信息中的一种或多种，并将数据信号通过现有通信网络上传至监测分平台。
本实施例还提供一种半分布式卫星导航采集监测计费方法，包括以下步骤：
s1.站点接入监测系统后，初始默认为用户站模式，并将定位结果通过通信网络发送至控制总平台；
s2.控制总平台根据半分布式监测分平台分配策略向用户站首次分配所属的监测分平台，即用户站与监测分平台进行最优匹配，从属于该监测分平台管辖的监测分区；
s3.监测分平台向其管辖的监测分区内的下属站点播发卫星导航时空观测大数据监测信息产品；
s4.用户站若希望切换为流动采集站的工作模式，则向该监测分区的监测分平台提交审核申请，监测分平台收到用户站的申请后，通过基础信息(包括但不限于接收机类型、型号、生产厂家、位置信息)的完整性和真实性审查，判断该用户站能否成为流动采集站；经判断，若该用户站通过审核成为流动采集站，则监测分平台下发模式切换指令，将该用户站切换为流动采集站工作模式；若未通过审核，比如信息不全，则继续保持为用户站工作模式，完善申请信息后可提交下一次审核申请；
s5.当用户站切换为流动采集站工作模式之后，执行流动采集站功能，向监测分平台实时传送相应级别的数据信号，所述的数据信号包括卫星导航观测数据、解算结果、高精度位置信息中的一种或多种；
s6.监测分平台根据数据维度划分策略，将其管辖的监测分区内的流动采集站上传的观测数据，按照时空信息、类型信息进行维度划分，与其他流动采集站的数据汇总后，供监测分平台进行处理分析，生成该监测分区的时空观测大数据监测信息产品，并播发给监测分区内的所有站点；
s7.监测分平台对该监测分区的流动采集站进行定期检验，通过数据可信度判断本流动采集站是能否继续维持采集站工作模式；经判断，若本流动采集站通过检验，则继续保持采集站工作模式；若未通过检验，则流动采集站模式切换为用户站工作模式，仅执行用户站功能，可在修正后提交下一次流动采集站工作模式切换申请；
s8.控制总平台定期更新监测分平台下属监测分区的站点信息；监测分平台将下属用户站、流动采集站定位信息上报至控制总平台，控制控平台根据站点的地理位置信息以及半分布式监测分平台分配策略，判断用户站或流动采集站是否已经移动越区至其他监测分平台的监测分区，若已发生偏移，则更新该站点所属的监测分平台信息，将该站点从当前监测分平台下属站点集合中删除，然后添加至越区后的监测分平台下属站点集合中，该用户站或流动采集站更新自身所属监测分平台信息；
s9.监测分平台将根据定级机制对监测分区的流动采集站进行级别确定，周期性地更新其定级总分与级别；
s10.监测分平台根据流动采集站的等级和服务时长，共同计算该站点的贡献收益；监测分平台根据用户站接受服务的区域时长计算用户站所需承担的服务支出，对于有流动采集站功能的站点，用流动采集站模式下的收益减去其用户站的服务支出即为该站点的余额；对于仅有用户站功能的站点，没有收益，只有支出；
s11.监测分平台上报其监测区域下属站点的收益与支出到控制总平台；
s12.控制总平台汇集本系统所有站点的收益与支出，任一站点的收益与支出之差为该站点的总余额，当余额为负时，需提醒接入的站点及时充值，超过一定时限时，停止该站点接入本系统。
其中，半分布式监测分平台分配策略的具体方案为：
控制总平台根据站点地理位置及监测分平台处理压力联合判定，为站点分配最优的监测分平台，控制总平台下属共n个监测分平台，其序号i＝1，2，…n，则分配给用户站u所属的监测分平台为：
iu＝argmini∈γ(mi)，γ＝{满足δdi＜ds的监测分平台的集合}(1)
式(1)中：
iu表示用户站u所属的监测分平台序号；
argmini∈γ(mi)表示在i∈γ条件下，mi为最小值时i的取值；
mi表示第i个监测分平台下属所有站点(包含用户站和流动采集站)的总数量；
ds表示用户站与监测分平台之间的距离阈值；ds的取值决定了监测分平台与站点的匹配程度，ds取值过大会使得站点的卫星导航服务环境与监测分平台关联度降低，且传输延迟增大，ds取值过小可能导致不存在与当前用户站配对的监测分平台。在实际操作过程中，可首先将ds设置为100km，若发现有监测分平台，则配对，若没有发现可以配对的参考站，再将ds增加50km，直到发现有配对的监测分平台为止，其中ds最多累加到500km。
监测分平台会定期将下属站点的位置信息上报至控制总平台，控制总平台根据站点的位置信息，判断站点是否已经已移动越区至其它监测分平台的管理区域，如果发生偏离，则更新站点所属的监测分平台，并且告知当前监测分平台，将该站点从其站点集合中删除信息，并将信息添加越区后的监测分平台。
其中，流动采集站的模式切换策略的具体方案为：
接入本方案的站点至少需具备用户站模式，具备接收监测分平台播发的监测信息功能，不具备观测数据采集上传功能；
若希望成为流动采集站，则需同时具备两种工作模式：一是普通的用户站模式，二是流动采集站工作模式，不仅具备接收监测分平台播发的监测信息功能，还具备观测数据采集上传功能；
(1)用户站模式切换为流动采集站模式
站点初始默认工作模式为用户站模式，若希望切换为即时采集模式，则需向监测分平台提交基础信息(包括但不限于接收机类型、型号、生产厂家、位置信息)，监测分平台对提交信息的完整性和真实性审查后，若通过审查则向该用户站发布模式切换指令，便可切换为流动采集站工作模式；
(2)流动采集站模式切换为用户站模式
监测分平台通过定期判断流动采集站上传的观测数据可信度，来决定流动采集站是否可维持此工作模式，观测数据可信度是指流动采集站上传给监测分平台的观测数据为客观真实数据的度量，观测数据包含导航电文、伪距、载波相位，不同的流动采集站上传的同一时间和同一空间(详见“观测数据的维度划分策略”)的观测数据应满足一定规律，其中，伪距观测量和载波相位观测量应在一定的数值区间内，导航电文内容应一致。因此可通过对比检验不同流动采集站上传的同一时空观测数据，来判断某一流动采集站上传的数据是否客观真实。
针对导航电文这类非数值型观测数据，通过对比不同流动采集站上传导航电文的一致性来判定其可信度，实现步骤如下：
1)统计某一时空(同一时间和同一空间)共n个流动采集站上传的导航电文，记为{m1，m2，...，mi，...，mn}；
2)针对某一流动采集站i上传的导航电文mi，将其与同一时空其余电文进行两两比对，按位进行异或运算，若异或值为1则表示不一致，统计与mi一致的导航电文数量记为m；
3)将可信度阈值设置为θ(可取θ＝0.9)，若m/(n-1)≥θ，则认为流动采集站i上传的导航电文mi可信度不小于θ，该导航电文内容客观真实，否则将该流动采集站上传的导航电文状态标记为异常。
针对伪距观测量和载波相位观测量这类数值型观测数据，通过计算数值是否在合理区间来判断其是否可信，实现步骤如下：
a)设某一时空共n个流动采集站，首先针对某个流动采集站i(i＝1，2…n)接收到所有卫星所有频点计算其伪距观测量有效值(即所有卫星所有频点的伪距观测量的均方根值)ci，以及载波观测量的有效值pi；
b)统计n个流动采集站的伪距观测量{c1，c2，...，ci，...，cn}的均值u(c)和标准差σ(c)，以及载波相位观测量{p1，p2，...，pi，...，pn}的均值u(p)和标准差σ(p)：
c)统计这组伪距观测量{c1，c2，...，ci，...，cn}，计算其合理取值的上下限tc和bc，tc＝xc+1.5(xc-yc)，bc＝xc+1.5(xc-yc)，其中xc表示某一伪距观测量且有1/4的伪距观测量大于这一观测量，yc表示某一伪距观测量且有1/4的伪距观测量小于这一观测量；同理得到载波相位观测量{p1，p2，...，pi，...，pn}的tp和bp；
d)若流动采集站i的伪距观测量满足：
{|ci-u(c)|＞3σ(c)}&&{ci∈(-∞，bc)∪(tc，+∞)}，则认为该流动采集站的伪距观测量不在合理区间内即为不可信数据，将其状态标记为异常；
同理，若流动采集站i的载波相位观测量满足：
{|pi-u(p)|＞3σ(p)}&&{pi∈(-∞，bc)∪(tc，+∞)}，则认为其载波相位观测量不可信，将其状态标记为异常；
综上，监测分平台定期(比如每60min)对流动采集站的数据进行一次检验，若通过计算，伪距观测量、载波相位观测量、导航电文中只要一项为被标记为异常数据，则监测分平台提高对相应采集站上传数据的检验频度(比如10min一次)，若异常数据维持时间超过阈值t(可取60min)，则认为该流动采集站上传观测数据不可信，不再采用该流动采集站观测数据并通知该流动采集站，流动采集站可在规定时限内(比如2天)进行解释或调整，否则将其切换为用户站模式。
其中，观测数据的维度划分策略，具体实现过程为：
切换为流动采集站工作模式后，流动采集站向监测分平台实时上传卫星导航观测数据、解算结果、高精度位置信息(若有)等信息，监测分平台根据观测数据的时空信息、类型信息建立观测数据的三个维度，即空间维度、时间维度、类型维度，每个流动采集站采集的观测数据的基础配置信息都含有上述三个维度的信息，其中，空间、时间维度的最小单位由监测分平台配置，监测信息播发给用户后，用户可根据实际使用情况在用户端进行设置，选择接收覆盖某一时间段和某一区域空间的监测信息，详细方案如下：
(1)空间维度space
以位置信息为依据，按照经纬高信息将地理的三维位置空间划分为x*y*z(单位：米)的网格信息，将处于同一网格空间的流动采集站上传的观测数据划分为同一空间维度，观测数据的空间维度取值标记为space[value]。监测分平台可将网格参数x、y、z配置为10米，即空间维度的三维网格空间最小单位为5*5*10(单位：米)，监测分平台向用户播发以该空间为最小单位的观测数据，用户在实际使用过程中，若想获取以更广覆盖范围为基准的观测数据监测信息，则可在用户端的对观测数据空间维度最小单位向上乘倍数，即把空间范围修改为5n*5m*10l(单位：米)，其中n、m、l为正整数，选择覆盖某一区域的空间，获取相应空间的观测数据监测信息。
(2)时间维度time
以时间信息为依据，以t(单位：秒)为基准，将时间划分长度为t的不同时间段，对于处在同一时间段的流动采集站采集的观测数据，将其划分为同一时间，流动采集站的时间维度取值标记为time[value]。监测分平台可将t配置为1秒钟，即观测数据的时间维度最小单位为1秒钟，监测分平台向用户播发以该时间为最小单位的观测数据，用户在实际使用过程中，若想获取以更厂时间段的观测数据监测信息，则可在用户端的对观测数据时间维度最小单位向上乘倍数，即把时间范围修改为1*n，其中n为正整数，选择覆盖某一时期的时间段，获取相应时期的观测数据监测信息。
(3)类型维度acc
以流动采集站是否具备高精度定位能力为依据，将观测数据划分为高精度观测数据类型和普通观测数据类型，分别标记为acc[hig]和acc[gen]。若流动采集站不具备高精度定位功能，则只需向监测分平台上传卫星导航观测数据和解算结果，其观测数据标记为普通观测数据acc[gen]；若即时采集具备高精度定位功能，可向监测分平台上传卫星导航观测数据和解算结果，以及高精度位置数据，其观测数据标记为高精度观测数据acc[hig]。
其中，流动采集站的定级机制为：
根据不同流动采集站上传的观测数据精度，设计不同等级的流动采集站；利用流动采集站上传的观测数据计算其伪距残差和载波相位残差，根据残差值大小进行等级量化细分，流动采集站的伪距残差和载波相位残差值越小，则等级越高；监测分平台将对流动采集站的等级进行周期性(比如1天)地验证和更新，若其伪距残差和载波相位残差发生变化，则将其更新为对应的等级，实现步骤如下：
(1)伪距残差和载波相位残差的计算：设流动采集站通过rtk，ppp算法或者提前预知的结果得到精密定位结果设为(xr，yr，zr)；设该流动采集站接收到s颗卫星，每颗卫星有f个频点，第s颗卫星的位置为(xs，ys，zs)；设该流动采集站接收到第s颗卫星的第f个频点上的伪距观测值对应的单点粗定位结果为
则该流动采集站的伪距残差δρc和载波相位残差δρp分别为：
(2)根据该流动采集站的伪距残差和载波相位残差值，判断残差值落在哪一等级区间，则将该流动站定为相应等级；
(3)对流动采集站的等级进行周期性的更新。
其中，站点计费方法为：
(a)流动采集站模式下的收益计算方法
监测分平台根据流动采集站的等级和服务时长，共同计算该流动采集站的贡献收益，其收益计算公式如下：
incg＝kg×tg×c
其中：incg表示某流动采集站g的贡献收益；
kg＝m×fg为所服务的该流动采集站的贡献等级所对应的系数，其中fg为流动采集站等级，m为自定义常数；
tg表示其上传观测数据的时长，即贡献时长；
c为最小计费单元；
(b)用户站的服务支出计算方法
监测分平台根据用户站接受服务的区域和时长计算用户站所需承担的服务支出，其支出计算公式如下：
expu＝du×tu×c
其中：expu表示第某用户站u的服务支出；
du表示该用户站所使用的观测数据空间范围，即使用空间与空间域最小单位的倍数；
tu表示该用户站接受服务的时长；
c为最小计费单元；
(c)接入站点的余额计算方法
对于有流动采集站功能的站点，用流动采集站模式下的收益减去其用户站的服务支出即为该站点的余额，对于仅有用户站功能的站点，没有收益，只有支出，站点余额计算公式如下：
bal＝rec-incg-expu
其中：bal表示该站点余额；
rec表示该站点充值费用；
incg表示该站点在流动采集站模式下的贡献收益；
expu表示该站点在用户站模式下的支出；
(d)站点接入规则：站点的余额大于0时允许接入本系统，若已接入的站点余额为非正数，则断开连接，不再接受本监测系统的服务，但仍然保留该站点的标识和信息，直到该站点缴费以使得余额为正，才允许该站点的接入。
本发明提供一种半分布式卫星导航采集监测计费方法及系统，基于站点计费方法，以及用户站-流动采集站可动态切换的模式和监测区域模式，提供一种用户贡献式和共享式的计费方法，使得接入到本监测系统中的用户在获得时空观测大数据的同时能通过数据贡献获得一定的经济收益，本发明不需要不需要大规模建站和维护就可完成卫星导航系统的数据采集与监测，为用户提供卫星导航时空观测大数据的质量监测信息，并为用户提供贡献计费收益可抵消相应的支出，十分有利于大规模推广应用。
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