确定质量因子的方法、计算机存储介质及终端与流程

本申请涉及但不限于卫星导航技术，其中涉及一种确定质量因子的方法、计算机存储介质及终端。

背景技术：

1、全球卫星导航系统(gnss，global navigation satellite system)可向全球用户提供三维、全天候、高质量的定位、导航和授时(pnt，positioning、navigation andtiming)服务，是交通、通信、测绘等行业十分重要的定位手段。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。为此，基于gnss的高精度定位技术应运而生；典型的高精度定位方法包括实时动态载波差分(rtk，real-time kinematic)和精密单点定位(ppp，precise point positioning)；其中，ppp技术利用国际gnss服务组织(igs，international gnss service)等提供的精密卫星轨道与钟差及码偏差改正产品，综合考虑各项误差源，仅用单台gnss接收机的伪距与载波相位观测值便可实现高精度绝对定位。它集成了标准单点定位和相对定位的优点，以其定位方式灵活、单机实现高精度定位、操作简便且具有全球覆盖能力等诸多显著优势，为广大gnss用户进行高精度定位提供了全新的技术支持与解决方案；与rtk技术相比，实时ppp技术有两个显著优点：系统服务覆盖区域大和总运营成本低；但实时ppp存在收敛时间长的问题，为解决实时ppp收敛时间长的问题，融合ppp和rtk两种技术优势的ppp-rtk技术应运而生，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(ssr，state spacerepresentation)产品，如卫星钟差和相位偏差等，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，并单独播发给流动站使用。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。

2、作为ppp以及ppp-rtk定位技术的基础，卫星的精密轨道与钟差改正数至关重要，它对应每颗卫星，由ppp或ppp-rtk服务端实时计算，以秒级的频率播发，用户在收到这些改正数后应用到gnss广播星历中，将广播星历的数米级轨道与钟差精度提高到厘米级。此外，精密轨道和钟差产品还是计算其它ppp-rtk服务产品(如相位偏差、大气)的必要输入。除了轨道钟差改正数据自身外，ppp和ppp-rtk用户端算法还需要获得这些数据的质量因子来构造权重矩阵；质量因子反映了轨道钟差改正数的精度，通过对每颗卫星的合理权重分配可以最小化最终的状态估计结果误差。

3、gnss卫星的精密轨道和钟差改正数据是基于全球分布的地面观测站，利用反向定位原理，结合轨道的动力学模型以及各类补偿模型来计算的。由于卫星运动速度快且卫星时钟多变，此改正数的播发频率通常在10秒以内。对于轨道钟差改正数的质量因子的计算，相关技术基于状态估计(如卡尔曼滤波过程)中产生的协方差矩阵获得的，提取每颗卫星的误差标准差作为每条产品信息的质量因子。对于轨道钟差改正数的质量因子的计算，相关技术存在提供的结果过于乐观，也就是产品质量因子远小于实际误差；这是因为轨道钟差估计过程中采用的卡尔曼滤波等方法属于最优化自回归数据处理算法，随着时间的推移，状态协方差变小；然而，滤波中所采用的误差模型基于高斯白噪声假设，不能反应实时运行中任意时刻的误差特征；此外，滤波算法的理论模型存在一些近似和简化，收敛后一些实际存在于产品中的误差无法在理论协方差中体现，这进一步造成了质量因子结果不准确；对于定位终端算法来说，使用过小的产品质量因子会得到错误的位置状态协方差信息，不利于完好性计算和融合算法的进行；此外，如果不正确的对每颗卫星的轨道钟差产品分配使用权重，会大大降低定位精度，甚至造成位置结果发散。

4、综上，如何减少由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升定位可靠性和安全性，成为一个有待解决的问题。

技术实现思路

1、以下是对本申请详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本公开实施例提供一种确定质量因子的方法、计算机存储介质及终端，能够减少由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升了定位可靠性和安全性。

3、本公开实施例提供了一种确定质量因子的方法，包括：

4、将精密单点定位ppp服务端产生的历史精密轨道钟差产品与产品真值做差获得产品误差，其中，产品真值包括igs的事后的精密轨道钟差产品；

5、统计每一颗卫星的平均的精密轨道钟差产品的产品误差的第一标准差，将该第一标准差作为质量因子基准；

6、根据历史精密轨道钟差产品的数据和所有监测站保存的历史伪距和载波观测数据，计算单一历元下每一颗卫星所有频点的伪距残差和载波残差；

7、根据当前时刻预设数量的监测站的伪距残差与载波残差，分别求当前时刻预设数量的监测站的伪距残差的第二标准差和载波残差的第三标准差；

8、根据预先确定的质量因子参数、质量因子基准、第二标准差和第三标准差，确定精密轨道钟差产品的质量因子；

9、其中，所述质量因子参数基于所述产品误差确定。

10、另一方面，本公开实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机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上述确定质量因子的方法。

11、再一方面，本公开实施例还提供一种终端，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，

12、处理器被配置为执行存储器中的计算机程序；

13、所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述确定质量因子的方法。

14、本公开实施例基于历史精密轨道钟差产品计算质量因子，计算出的质量因子更能够表征精密轨道钟差产品的实际误差，结果客观，提升了用户端算法权重矩阵计算的质量，减少了由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升了定位可靠性和安全性。

15、本申请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，或者通过实施本申请而了解。本申请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：

1.一种确定质量因子的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别计算单一历元下每一颗卫星所有频点的伪距残差和载波残差，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，记单一历元下每一颗卫星所有频点的所述伪距残差为单一历元下每一颗卫星所有频点的所述载波残差为根据以下公式确定单一历元下所有频点的所述伪距残差和所述载波残差：

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，按照预先设定的更新周期更新所述质量因子参数。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述质量因子参数基于所述产品误差，通过以下处理确定：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将产品误差划分为两个以上区间，包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，记所述第二标准差为所述第三标准差为质量因子基准为按照以下公式进行拟合获得每个区间的所述实际质量因子：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，记精密轨道钟差产品的质量因子为所述质量因子的表达式为：

9.一种计算机存储介质，所述计算机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至8中任一项所述的确定质量因子的方法。

10.一种终端，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，

技术总结
本申请公开一种确定质量因子的方法、计算机存储介质及终端，本公开实施例基于历史精密轨道钟差产品计算质量因子，计算出的质量因子更能够表征精密轨道钟差产品的实际误差，结果客观，提升了用户端算法权重矩阵计算的质量，减少了由于轨道钟差改正数的质量因子不准确带来的定位问题，提升了定位可靠性和安全性。

技术研发人员：周光宇,翟亚慰,薛伟峰,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：2024/1/15