[發明專利]海上精密單點定位保護水平質量檢核方法及系統

在審

• 申請號: 202011323270.8
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112540393A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 關小果;韓世靜;王雪平;韓曉虎
• 申請（專利權）人: 許昌學院
• 主分類號: G01S19/39
• 分類號: G01S19/39;G01S19/43;G01S19/37
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

本發明屬于海上定位技術領域，特別涉及一種海上精密單點定位保護水平質量檢核方法及系統，依據衛星導航系統精密單點定位觀測方程，獲取觀測歷元后驗殘差序列V，計算后驗殘差歐氏距離||V||，然后利用中值濾波對后驗殘差的歐氏距離進行平滑處理，獲取對應歷元i后驗殘差歐氏距離的中值濾波值，采用變量MedianV_i表示；采用當前歷元后驗殘差歐氏距離的中值濾波值，求取當前歷元精密單點定位的保護水平，從而評價海上精密單點定位的質量水平。本發明有效改善基于后驗殘差保護水平的波動幅度和頻率，可以界定精密單點定位位置偏差水平，還可以反映觀測數據粗差等異常的影響，適用于復現性較差的海上動態精密單點定位的質量檢核，具有較好的應用價值。

技術領域

本發明屬于海上定位技術領域，特別涉及一種用于海上精密單點定位保護水平質量檢核方法及系統。

背景技術

精密單點定位技術由于單機作業、操作簡便、高精度等優點，被廣泛應用于海上測繪領域。在海上定位測量中，精密單點定位受人為因素、儀器因素、外界環境等方面的影響，原始觀測數據容易包含較大的粗差，導致定位質量存在不可靠的情況。精密單點定位精度決定了該技術的應用范圍和領域，而精密單點定位質量則是該技術取得廣泛應用的重要保障。不同于陸地測量環境，海上測量環境中大多為動態定位模式，測量不具備復現性，在海上也缺乏像IGS長期觀測站這種已知高精度的外部質量檢核信息，那么如何有效快速檢核海上精密單點定位精度和可靠性就是一個亟待解決的問題。

精密單點定位結果的質量檢核方法通常可以分為兩大類，一類是內部質量檢核方法，另一類是外部質量檢核方法。內部質量檢核方法是采用觀測條件、位置解算過程中以及位置結果中的相關參數信息來判定定位結果質量的可靠性。現有數據探測法可以發現并消除觀測數據中的粗差，基于卡爾曼濾波預計殘差的方法來檢核質量可靠性，但是預計殘差存在二次估計或假設觀測值不相關的局限性。數據剔除率、觀測值的周跳比率、精度因子、模糊度固定率等指標也相繼被用于質量檢核，速度/加速度檢驗、向前-向后濾波檢驗以及GNSS系統間交叉驗證等方法來評估動態精密單點定位質量，其中前兩種方法不適用于高動態實時的定位模式，而且這些方法中閾值的選取對結果具有重要影響，但是閾值的設置通常需要依靠經驗值。外部質量檢核方法是將定位結果與外部質量檢核信息進行對比，從而客觀評價定位結果的精度和可靠性。外部質量檢核方法可信度高，但是需要外部信息支持；外部質量檢核信息，嚴格意義上要采用不同的測量設備獨立獲取觀測數據進行定位，而且外部質量檢核信息的定位精度要高于待檢核值的定位精度，可以是已有IGS長期觀測站坐標、RTK模糊度固定解、國際知名研究機構開發的精密單點定位數據處理軟件解算出的定位結果或者是通過其他高精度測量手段獲取的定位結果，如慣性導航系統等。常用的在線精密單點定位數據處理軟件對用戶專業水平要求較低，雖然可以滿足實時性的應用需求，但是在實際應用中仍存在諸多不便之處，價格昂貴、需要開發機構的相關授權、運行平臺限制等，并不適用于復現性較差的動態精密單點定位的質量檢核。

發明內容

為此，本發明提供一種基于中值濾波的海上精密單點定位保護水平質量檢核方法及系統，用于快速檢核海上精密單點定位質量。該系統可以有效界定精密單點定位位置偏差水平，還可以反映觀測數據粗差等異常的影響，可適用于復現性較差的動態海上精密單點定位的質量檢核。

按照本發明所提供的設計方案，一種海上精密單點定位保護水平質量檢核方法，包含如下內容：

依據衛星導航系統精密單點定位觀測方程，獲取觀測歷元后驗殘差序列，其中，精密單點定位觀測方程包含衛星信號偽距觀測方程和載波相位觀測方程；

采用卡爾曼濾波方法求解后驗殘差歐式距離||V||，并利用中值濾波對歐式距離進行平滑處理，采用MedianV_i表示中值濾波處理的后驗殘差歐式距離；

設定后驗殘差的保護水平計算公式，根據該計算公式并采用中值濾波處理后的后驗殘差歐式距離來確定精密單點定位的保護水平，以評價精密單點定位的質量水平。