專利名稱：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站的自主完備性監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)監(jiān) 測(cè)站進(jìn)行自主完備性監(jiān)測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigation Satellite System，簡(jiǎn)稱GNSS)可以在全 世界的陸?？辗秶鷥?nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)高精度的位置速度以及時(shí)間等導(dǎo)航信息，在各類用戶中 得到了廣泛應(yīng)用。GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)是使得用戶獲得高精度導(dǎo)航定位成果的關(guān)鍵技術(shù)。在一般的GNSS 增強(qiáng)系統(tǒng)如 GPS (Global Positioning System，簡(jiǎn)稱 GPS)的廣域 增強(qiáng)系統(tǒng)WAAS (Wide Area Augmentation System，簡(jiǎn)稱WASS)中，一般主要由以下五部分 組成地面連續(xù)運(yùn)行參考站 CORS 站(ContinuouslyOperating Reference Stations，簡(jiǎn)稱 C0RS)、主控站、差分信息監(jiān)測(cè)站、GNSS差分播發(fā)站、通訊網(wǎng)絡(luò)以及用戶站。地面連續(xù)運(yùn)行參考站布設(shè)的個(gè)數(shù)與GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)所要覆蓋的范圍有關(guān)，在某些 省級(jí)范圍內(nèi)，一般可以為100公里左右建設(shè)站點(diǎn)為宜。地面連續(xù)運(yùn)行參考站的功能為接收 GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街骺卣尽５孛孢B續(xù)運(yùn)行參考站要求是周圍有不低 于5°高度角的GNSS衛(wèi)星跟蹤的360°全視野，周圍不能有強(qiáng)反射的地物、地貌；絕對(duì)精度 優(yōu)于1厘米；配備高精度雙頻GNSS接收機(jī)，具有實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的能力。主控站是GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的核心，主要作用是收集、貯存各CORS站傳輸過(guò)來(lái)的 GNSS原始數(shù)據(jù)以及計(jì)算精密星歷和衛(wèi)星鐘差以及生成的網(wǎng)絡(luò)差分信息。主控站的要求 是具備大容量的接收各CORS站傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備，具備較高檔的計(jì)算機(jī)和容量 大、速率快、可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)存貯輸出設(shè)備，具備推算預(yù)報(bào)精密星歷的能力，具備計(jì)算衛(wèi)星 預(yù)報(bào)鐘差及其變率的能力，每6s計(jì)算一次，具備計(jì)算區(qū)域電離層改正模型的能力，具備 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)差分信息能力，并具備將差分信息改換成以RTCM(Radic) Technical Committee forMarine Services,航海無(wú)線電技術(shù)委員會(huì))或 RTCA(Radio TechnicalCommission for Aeronautics，航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì))規(guī)范規(guī)定的差分改正格式的能力，具備發(fā)播完備性 監(jiān)測(cè)信息的能力。差分信息監(jiān)測(cè)站的主要作用是監(jiān)測(cè)整個(gè)GNSS增強(qiáng)體系，提供GNSS差分信息的完 備性、正確性信息以保證用戶使用的安全性。差分信息監(jiān)測(cè)站的要求是在GNSS差分信息 覆蓋的有效工作范圍區(qū)域內(nèi)，應(yīng)至少有一個(gè)監(jiān)測(cè)站；監(jiān)測(cè)站的設(shè)備與CORS站完全相同，但 應(yīng)具有接收GNSS差分信息的接收設(shè)備；監(jiān)測(cè)站為高精度站點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)于1厘米；監(jiān)測(cè)站具備 利用網(wǎng)絡(luò)差分信息計(jì)算監(jiān)測(cè)站位置并判斷是否存在錯(cuò)誤和識(shí)別粗差的能力；監(jiān)測(cè)站與主控 站應(yīng)有良好的通訊網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)的將完備性信息傳輸?shù)街骺卣?。GNSS差分播發(fā)站的主要作用是將主控站計(jì)算的外推6s的GNSS衛(wèi)星鐘差及其變率、電離層改正及衛(wèi)星預(yù)報(bào)精密星歷等結(jié)果以RTCM或RTCA格式實(shí)時(shí)、連續(xù)的向用戶播發(fā)。 GNSS差分播發(fā)站的要求是要與主控站有數(shù)據(jù)通信專線聯(lián)系，差分信息播發(fā)模式可以采用 電臺(tái)調(diào)頻副載波，數(shù)字蜂窩電話，衛(wèi)星通訊以及公網(wǎng)等。
用戶站可以備有單頻，也可以備有雙頻接收機(jī)，但應(yīng)同時(shí)具有接收三項(xiàng)差分信息進(jìn)行定位的功能。用戶在接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)接收GNSS差分改正數(shù)據(jù)，據(jù)此進(jìn)行單 點(diǎn)定位。在GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的完備性由連續(xù)運(yùn)行參考站、監(jiān)測(cè)站和主控站共同實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，要求它們之間要有高速、實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)。但一般而言，完備性監(jiān)測(cè)主要通過(guò) 系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)站來(lái)完成，故稱為監(jiān)測(cè)站的完備性監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)站獨(dú)立于系統(tǒng)基準(zhǔn)站，但其設(shè)備與基準(zhǔn)站相同，相當(dāng)于在系統(tǒng)差分改正信息覆蓋范圍內(nèi)的一個(gè)已知坐標(biāo)的靜態(tài)用戶站。它的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)不同于計(jì)算GNSS 差分改正值的觀測(cè)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)并不傳送到主控站，而是利用主控站所發(fā)布的 GNSS差分信息和監(jiān)測(cè)站的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算監(jiān)測(cè)站的位置，并將計(jì)算值與已知值的差值 與GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的報(bào)警限值進(jìn)行真值的比對(duì)，來(lái)判斷差分改正信息的正確性。若超過(guò)允許 的限值，則說(shuō)明觀測(cè)值或差分改正信息有問(wèn)題。而觀測(cè)值一般采用平滑偽距，故出現(xiàn)隨機(jī)粗 差的概率很小，特別是多個(gè)監(jiān)測(cè)站上同時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)時(shí)，則說(shuō)明差分改正信息有問(wèn)題。進(jìn) 一步可根據(jù)每個(gè)觀測(cè)值的殘差大小確定出具體衛(wèi)星的問(wèn)題，并通過(guò)刪除該衛(wèi)星觀測(cè)值后的 定位結(jié)果與已知值的比較，確認(rèn)該衛(wèi)星的差分改正信息有問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)在規(guī)定的示警耗時(shí) 內(nèi)(例如6s內(nèi))通過(guò)播發(fā)站通告，向用戶示警，通知用戶不用該衛(wèi)星的差分改正信息。當(dāng) 無(wú)法確認(rèn)哪一顆衛(wèi)星有問(wèn)題時(shí)，則意味著整個(gè)差分改正信息是不可靠的，將發(fā)出警告信息。監(jiān)測(cè)站相當(dāng)于已知該點(diǎn)真值坐標(biāo)的用戶站，可以采用最小二乘方法和卡爾曼濾波 方法定位實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)站完備性的監(jiān)測(cè)，以最小二乘法為例說(shuō)明1)監(jiān)測(cè)站粗差的檢驗(yàn)最小二乘方法差分定位方程為V = B δ x-L P可解得δ χ = (BtPB) ^1BtPL則可得X = X 0 SX其中
A·Α八ΛyyΓΓ Sx = (Sxr^, Sxr2, Sxr^，CAt)在得出監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)的平差值;^后，可與監(jiān)測(cè)站的坐標(biāo)真值(Xteue，Ytrue, ZteJT進(jìn)行 求差比較，可得dX = (dXri, dX r2,dXr3)T
_4] = - Xtrue ,Xr2 ~ Ytrue，Xr3 _ rItrue V 當(dāng)I大于規(guī)定的限值時(shí)，即監(jiān)測(cè)站的位置偏差大于限值時(shí)，可判定該次定位結(jié) 果有問(wèn)題，即觀測(cè)值中含有粗差，其中<formula>formula see original document page 7</formula><formula>formula see original document page 7</formula>2)監(jiān)測(cè)站粗差的分離監(jiān)測(cè)站粗差的分離一般按照多個(gè)粗差來(lái)進(jìn)行處理，所采用的多個(gè)粗差的處理方法 是向前_向后選擇法，就是連續(xù)使用一維的數(shù)據(jù)探測(cè)法來(lái)發(fā)現(xiàn)多個(gè)粗差。向后選擇法，從全部η個(gè)觀測(cè)值參與平差出發(fā)，進(jìn)行一維的數(shù)據(jù)探測(cè)，并去掉標(biāo)準(zhǔn) 化殘差最大的那一個(gè)觀測(cè)值；然后用η-1個(gè)觀測(cè)值參與平差，再進(jìn)行數(shù)據(jù)探測(cè)，依次下去， 直到IwiI <Κα為止。這種逐個(gè)剔除粗差的方法稱為向后選擇法，其缺點(diǎn)在于由于粗差對(duì) 每個(gè)觀測(cè)值都有影響，尤其存在多個(gè)粗差時(shí)，第一步數(shù)據(jù)探測(cè)中標(biāo)準(zhǔn)化殘差最大的觀測(cè)值 很可能并不包含粗差，若將它剔除，很可能造成錯(cuò)誤的判斷。向前選擇法，即從最小可能的無(wú)粗差的數(shù)據(jù)開(kāi)始進(jìn)行平差，余下的觀測(cè)值認(rèn)為可 能含有粗差；然后，將可能含有粗差的觀測(cè)值逐個(gè)引入基本數(shù)據(jù)中進(jìn)行平差，用統(tǒng)計(jì)判斷作 出選擇是接受觀測(cè)值(認(rèn)為其不含粗差)進(jìn)入基本數(shù)據(jù)組，還是拒絕觀測(cè)值(認(rèn)為含有粗 差)。這種方法的困難在于無(wú)粗差數(shù)據(jù)組的選取比較困難，而且誤差的分布受這種選取的 影響很大。向前-向后選擇法，在第一階段中先用數(shù)據(jù)探測(cè)法向后選擇，找出那些懷疑有粗 差的觀測(cè)值，然后再用向前選擇法確定那些被懷疑的觀測(cè)值是否真的含有粗差，或仍為正 常觀測(cè)值參與平差。這種方法進(jìn)行粗差分離比較保險(xiǎn)，使粗差分離更為可靠。通過(guò)以上方式，監(jiān)測(cè)站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)GNSS差分信息的識(shí)別，并能夠及時(shí)有效的向用 戶通報(bào)差分信息的可用性。但發(fā)明人在研究和應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這種監(jiān)測(cè)站的完備性監(jiān)測(cè)都是 基于監(jiān)測(cè)站自身是正確的情況下，來(lái)判斷GNSS差分信息正確性的。若監(jiān)測(cè)站自身出現(xiàn)問(wèn) 題，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)差分信息的完備性監(jiān)測(cè)。特別是在多個(gè)監(jiān)測(cè)站同時(shí)進(jìn)行完備性監(jiān)測(cè)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站的自主 完備性監(jiān)測(cè)方法，用于解決現(xiàn)有GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)中無(wú)法保證監(jiān)測(cè)站自身準(zhǔn)確性的缺陷。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站的自主完備性監(jiān) 測(cè)方法，包括GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)測(cè)站分別接收衛(wèi)星星歷，接收衛(wèi)星原始觀測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卣荆恢骺卣靖鶕?jù)衛(wèi)星精密星歷和各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建單星多監(jiān)測(cè)站的誤 差方程；根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的不同高度角計(jì)算權(quán)陣；建立多星多監(jiān)測(cè)站的誤差及其權(quán)陣；根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，并根據(jù)最小二乘法進(jìn)行求解；根據(jù)相應(yīng)的殘差進(jìn)行粗差檢驗(yàn)和粗差識(shí)別，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)站的完備性自主監(jiān)測(cè)。本發(fā)明根據(jù)不同衛(wèi)星在不同監(jiān)測(cè)站上的觀測(cè)數(shù)據(jù)，以衛(wèi)星坐標(biāo)、衛(wèi)星鐘差和監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)為已知值，以各個(gè)監(jiān)測(cè)站的接收機(jī)鐘差為未知參數(shù)，計(jì)算監(jiān)測(cè)站可能出現(xiàn)的粗差值。本發(fā)明提供了一種全新的監(jiān)測(cè)站的自我檢查方法，該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)1、直接利用監(jiān)測(cè)站自身數(shù)據(jù)，不用增加設(shè)備；2、利用粗差檢驗(yàn)和識(shí)別，分析監(jiān)測(cè)站可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，簡(jiǎn)便易行；3、本方法可以應(yīng)用在GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)上，使得GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性更強(qiáng)，保證了系統(tǒng)的剛性，更加便于GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)為導(dǎo)航用戶服務(wù)。


圖1是本實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1是本實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)方法的流程圖，該方法包括步驟101、GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)測(cè)站分別接收衛(wèi)星星歷，接收衛(wèi)星原始觀測(cè)數(shù)據(jù)。GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站分布在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的工作范圍內(nèi)，每個(gè)監(jiān)測(cè)站作為獨(dú)立的GNSS站點(diǎn)，各自接收相應(yīng)的GNSS衛(wèi)星星歷以及原始觀測(cè)數(shù)據(jù)。衛(wèi)星星歷每?jī)蓚€(gè)小時(shí)播發(fā)一次，可以用于計(jì)算衛(wèi)星位置坐標(biāo)。衛(wèi)星的原始觀測(cè)一般包括偽距觀測(cè)值，精碼觀測(cè)值以及載波相位觀測(cè)值等，是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)都作為GNSS定位的原始數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，此處監(jiān)測(cè)站接收的衛(wèi)星星歷是廣播星歷，精度較差，在后續(xù)的高精度數(shù)據(jù)處理中，一般采用IGS組織提供的精密星歷，精密星歷的精度可以達(dá)到5cm，而廣播星歷的精度為2-3米。步驟102、通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卣尽８鱾€(gè)監(jiān)測(cè)站得到各自的原始數(shù)據(jù)后，要求將所有的原始數(shù)據(jù)按照1秒的采樣率打包實(shí)時(shí)傳輸?shù)街骺卣荆瑪?shù)據(jù)的格式可以采用標(biāo)準(zhǔn)的RINEX格式(Receiver Independent Exchange Format，與接收機(jī)無(wú)關(guān)的交換格式)或者自定義格式。步驟103、主控站接收各個(gè)監(jiān)測(cè)站傳輸?shù)脑加^測(cè)數(shù)據(jù)。主控站設(shè)置通訊網(wǎng)絡(luò)的接收端，以及大型的計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備，接收各個(gè)監(jiān)測(cè)站發(fā)送過(guò)來(lái)的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，并按站點(diǎn)分別接收，存儲(chǔ)到不同文件里。步驟104、根據(jù)衛(wèi)星精密星歷和各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建單星多監(jiān)測(cè)站的誤差方程。根據(jù)主控站接收到的各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)，利用IGS組織提供的衛(wèi)星精密星歷和各個(gè)監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建單星多監(jiān)測(cè)站的誤差方程。衛(wèi)星精密星歷包含精確的衛(wèi)星位置坐標(biāo)及其衛(wèi)星鐘差，由于IGS組織提供的精密星歷是15分鐘一個(gè)歷元，需要根據(jù)數(shù)據(jù)的實(shí)際情況進(jìn)行內(nèi)插獲得瞬時(shí)的衛(wèi)星坐標(biāo)及其鐘差。監(jiān)測(cè)站作為已知的站點(diǎn)，它的站點(diǎn)坐標(biāo)是已知的，且是高精度，一般優(yōu)于1cm。一般的單站單星的C/A碼偽距觀測(cè)方程為
<formula>formula see original document page 8</formula>公式(1)
其中φ 為測(cè)站k在時(shí)刻i對(duì)衛(wèi)星j的偽距觀測(cè)值；為衛(wèi)星坐標(biāo)，叉^為測(cè) 站坐標(biāo)；Δ tk⑴為接收機(jī)鐘差；Δ tJ⑴是衛(wèi)星鐘差；C為光速；Δ tw、Δ tion, Δ tte。、Δ trel分 別為地球自轉(zhuǎn)改正、電離層改正、對(duì)流層改正和相對(duì)論延遲。偽距上加入的改正所采用的模型主要包括對(duì)流層折射通常根據(jù)測(cè)站氣象元素用 Saastamoinen模型計(jì)算，電離層折射改正采用克勞布歇(Klobuchar)模型等。由于衛(wèi)星坐標(biāo)和衛(wèi)星鐘差以及監(jiān)測(cè)站坐標(biāo)都是已知的，(1)式經(jīng)過(guò)變形可得確定 接收機(jī)鐘差的誤差方程公式(2)式中:VJk 為偽距觀測(cè)值P/ (O對(duì)應(yīng)的觀測(cè)誤差。以接收機(jī)鐘差為未知數(shù)，(2)式可簡(jiǎn)寫(xiě)為 _4] V/( ) = Δ々(/)-//(/)
<formula>formula see original document page 9</formula>公式(3)當(dāng)?shù)孛鎚個(gè)監(jiān)測(cè)站同步觀測(cè)該顆衛(wèi)星時(shí)，則單星多監(jiān)測(cè)站誤差方程為<formula>formula see original document page 9</formula>公式⑷式中Β為監(jiān)測(cè)站自主監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)距陣，為(mXl)階距陣；F"/O")為觀測(cè)誤 差；sx(i)為未知數(shù)，為監(jiān)測(cè)站接收機(jī)鐘差；l(i)為常數(shù)項(xiàng)。<formula>formula see original document page 9</formula>
式(5)設(shè)計(jì)矩陣B為單位陣。步驟105、根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的不同高度角計(jì)算權(quán)陣。在一般的GNSS單點(diǎn)定 位中，是不同的衛(wèi)星對(duì)應(yīng)同一個(gè)監(jiān)測(cè)站，根據(jù)監(jiān)測(cè)站和衛(wèi)星的位置計(jì)算高度角和方位角。在 監(jiān)測(cè)站的自主完備性監(jiān)測(cè)中，是同一個(gè)衛(wèi)星對(duì)應(yīng)不同的監(jiān)測(cè)站，也可以根據(jù)監(jiān)測(cè)站和衛(wèi)星 的位置計(jì)算高度角和方位角。權(quán)陣主要是根據(jù)衛(wèi)星高度角定權(quán)，設(shè)高度角為90°時(shí)權(quán)最大，為W0，高度角為5° 時(shí)權(quán)最小，為1。假定權(quán)隨高度角線形變化，則高度角為E的觀測(cè)值權(quán)為<formula>formula see original document page 9</formula>W。的值可以取3或4。
則當(dāng)?shù)孛鎚個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)該顆衛(wèi)星(如1號(hào)星)時(shí)，單星多監(jiān)測(cè)站的權(quán)陣 為
<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 10</formula> 公式(7)步驟106、建立多星多監(jiān)測(cè)站的誤差及其權(quán)陣。在實(shí)際的GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)中，在某一瞬時(shí)歷元是有多顆衛(wèi)星在同時(shí)發(fā)送衛(wèi)星信號(hào)， 則當(dāng)m個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)η顆衛(wèi)星時(shí)，監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)的誤差方程為<formula>formula see original document page 10</formula>公式(8)式中B為多顆衛(wèi)星多個(gè)監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)距陣，為(nXm) Xm階距陣； F"/ 為觀測(cè)誤差；S x(i)為未知數(shù)，包括監(jiān)測(cè)站接收機(jī)鐘差；1 (i)為常數(shù)項(xiàng)。
<formula>formula see original document page 10</formula><formula>formula see original document page 10</formula>
<formula>formula see original document page 10</formula>公式(9)地面m個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)η顆衛(wèi)星的多星多監(jiān)測(cè)站的權(quán)陣為<formula>formula see original document page 10</formula>公式(10)其中<formula>formula see original document page 10</formula>公式(11)步驟107、根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，并根據(jù)最小二乘法進(jìn)行求解。由于最小二乘法計(jì)算公式簡(jiǎn)單，未知參數(shù)精度評(píng)定客觀，故此未知參數(shù)的計(jì)算一般采用最小二乘法。根據(jù)相應(yīng)的誤差方程，衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，則<formula>formula see original document page 11</formula>公式(12)根據(jù)構(gòu)建的法方程，最小二乘解及其精度為<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 11</formula>公式(13)<formula>formula see original document page 11</formula>步驟108、根據(jù)相應(yīng)的殘差進(jìn)行粗差檢驗(yàn)和粗差識(shí)別，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)站的完備性自主監(jiān) 測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)站數(shù)和衛(wèi)星數(shù)和相應(yīng)的棄真概率α和納偽概率β進(jìn)行粗差檢驗(yàn)；設(shè)原假設(shè)<formula>formula see original document page 11</formula> .備選假設(shè)<formula>formula see original document page 11</formula>因<formula>formula see original document page 11</formula>或Ρ{σ2<1 }=δ(α，β)式中
<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 11</formula>當(dāng)σ2 > k時(shí)，則拒絕H。，接受H1 ；否貝U，接受H0。根據(jù)粗差檢驗(yàn)，若判斷存在粗差的話，就需要將粗差識(shí)別并予以處理。監(jiān)測(cè)站自主 監(jiān)測(cè)粗差的分離可以按照多個(gè)粗差來(lái)進(jìn)行處理，可以反復(fù)使用一維粗差剔除的方法。從全部nXm個(gè)觀測(cè)值參與平差出發(fā)，進(jìn)行一維的數(shù)據(jù)探測(cè)，并去掉標(biāo)準(zhǔn)化殘差最 大的那一個(gè)觀測(cè)值。然后用nXm-1個(gè)觀測(cè)值參與平差，再進(jìn)行數(shù)據(jù)探測(cè)，依次下去，直到 Iffi <κα為止，這樣可以得出最小的無(wú)粗差觀測(cè)值組。然后將可能存在的粗差回代誤差方 程重新進(jìn)行平差，確定最后的粗差觀測(cè)值，即確定哪個(gè)監(jiān)測(cè)站存在粗差。總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站的自主完備性監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)測(cè)站分別接收衛(wèi)星星歷，接收衛(wèi)星原始觀測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卣荆恢骺卣靖鶕?jù)衛(wèi)星精密星歷和各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建單星多監(jiān)測(cè)站的誤差方程；根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的不同高度角計(jì)算權(quán)陣；建立多星多監(jiān)測(cè)站的誤差及其權(quán)陣；根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，并根據(jù)最小二乘法進(jìn)行求解；根據(jù)相應(yīng)的殘差進(jìn)行粗差檢驗(yàn)和粗差識(shí)別，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)站的完備性自主監(jiān)測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸 到主控站具體包括各個(gè)監(jiān)測(cè)站得到各自的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)后，將所有的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)按照1秒的采樣率打 包實(shí)時(shí)傳輸?shù)街骺卣?，?shù)據(jù)的格式采用標(biāo)準(zhǔn)格式或者自定義格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建的單星多監(jiān)測(cè)站的誤差方程 具體為V^(I) = Βδχ( )+ l(i)其中，B為監(jiān)測(cè)站自主監(jiān)測(cè)方法的設(shè)計(jì)距陣，為(mXl)階距陣，廠/(Z‘)為觀測(cè)誤差， δχ( )為未知數(shù)，為監(jiān)測(cè)站接收機(jī)鐘差，l(i)為常數(shù)項(xiàng)； "1 0 0 0" 0 10 0<formula>formula see original document page 2</formula>設(shè)計(jì)矩陣B為單位陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的不同高 度角計(jì)算權(quán)陣具體包括設(shè)定高度角為90°時(shí)權(quán)最大，為W0，高度角為5°時(shí)權(quán)最小，為1 ；假定權(quán)隨高度角線形 變化，則高度角為E的觀測(cè)值權(quán)為jv = (W0-l)E + 9Q-5W0 85則當(dāng)?shù)孛鎚個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)該顆衛(wèi)星時(shí)，單星多監(jiān)測(cè)站的權(quán)陣為<formula>formula see original document page 3</formula>
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述建立多星多監(jiān)測(cè)站的誤差及其權(quán) 陣具體包括當(dāng)m個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)η顆衛(wèi)星時(shí)，監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)的誤差方程為<formula>formula see original document page 3</formula>其中B為多顆衛(wèi)星多個(gè)監(jiān)測(cè)站自主完備性監(jiān)測(cè)的設(shè)計(jì)距陣，為(nXm)Xm階距陣， K/O')為觀測(cè)誤差，δχ( )為未知數(shù)，包括監(jiān)測(cè)站接收機(jī)鐘差，l(i)為常數(shù)項(xiàng)；<formula>formula see original document page 3</formula>地面m個(gè)監(jiān)測(cè)站，同步觀測(cè)η顆衛(wèi)星的多星多監(jiān)測(cè)站的權(quán)陣為<formula>formula see original document page 3</formula>其中<formula>formula see original document page 3</formula>
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法 方程，并根據(jù)最小二乘法進(jìn)行求解具體包括根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，則法方程為<formula>formula see original document page 4</formula>根據(jù)構(gòu)建法方程，最小二乘解及其精度為 δ χ = (BtWB) ^1BtWI<formula>formula see original document page 4</formula>
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)增強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站的自主完備性監(jiān)測(cè)方法，包括GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)測(cè)站分別接收衛(wèi)星星歷，接收衛(wèi)星原始觀測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺卣?；主控站根?jù)衛(wèi)星精密星歷和各個(gè)監(jiān)測(cè)站的原始觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建單星多監(jiān)測(cè)站的誤差方程；根據(jù)各個(gè)監(jiān)測(cè)站對(duì)衛(wèi)星的不同高度角計(jì)算權(quán)陣；建立多星多監(jiān)測(cè)站的誤差及其權(quán)陣；根據(jù)誤差方程、衛(wèi)星權(quán)陣構(gòu)建法方程，并根據(jù)最小二乘法進(jìn)行求解；根據(jù)相應(yīng)的殘差進(jìn)行粗差檢驗(yàn)和粗差識(shí)別，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)站的完備性自主監(jiān)測(cè)。本發(fā)明可以剔除可能存在的有錯(cuò)誤的監(jiān)測(cè)站，提高整個(gè)GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)G01S1/02GK101799525SQ20091008818
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者秘金鐘 申請(qǐng)人:中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院