[發明專利]用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法及系統

有效

• 申請號: 202011549329.5
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112612039B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 鄒璇;付睿男;王亞偉;唐衛明;李志遠;李洋洋;馮瑾
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1，構建測站處的半天球格網模型，用于描述測站處天空各區域的障礙物遮擋情況；半天球格網模型的每個格網內包含一個可見度因子α(i,j)，構建包含所有格網內可見度因子的矩陣A，其中，i為格網在矩陣中的行序號，j為格網在矩陣中的列序號；

步驟2，采集測站處的3D環境模型數據，并對模型數據進行坐標系轉換；

步驟3，解算測站處的半天球格網模型參數，得到矩陣A中每個可見度因子α(i,j)，確定測站處天空各區域障礙物遮擋情況；

步驟3中，實現方式如下，

步驟3.1、將矩陣A中的每個可見度因子α(i,j)初始化為0；

步驟3.2、對點云內的每個點依次進行如下操作，

根據某一點在測站處的方位角Az和高度角E，判斷該點在測站半天球中所處的格網位置，并用矩陣A中對應的行列號(i,j)表示；

令可見度因子α(i,j)＝α(i,j)+1；

遍歷結束后，某格網對應可見度因子α的大小表示該格網區域內的點云數量；

步驟3.3、根據預設的閾值Γ判定衛星可見性，包括對于測站處半天球的某個格網，若對應的可見度因子αΓ，認為該格網內不存在明顯的障礙物遮擋，衛星直射信號能夠通過；若α≥Γ，則認為該格網內障礙物遮擋較為嚴重，衛星直射信號無法通過；

步驟4，采用描述測站處障礙物遮擋情況的半天球格網模型，檢測并消除非直射信號，支持輔助改善多路徑誤差建模精度和有效性，提高定位結果精度。

2.根據權利要求1所述用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法，其特征在于：步驟1中，構建測站處的半天球格網模型，實現如下，

步驟1.1、以測站接收機天線相位中心為球心建立半天球，并將方位角、高度角分別作為半天球的經度L、緯度B進行格網劃分；

步驟1.2、對半天球格網模型進行范圍參數設置，包括將格網經度圈按照方位角的范圍設置為0°至360°，格網緯度圈的最小值設置為截止高度角B₀，格網緯度圈的最大值設置為B₁，高度角B₁以上不存在障礙物遮擋；

步驟1.3、設置半天球格網在經度和緯度方向的劃分間隔d，表征模型的精細程度；

步驟1.4、每個格網內包含一個可見度因子α(i,j)，用包含所有格網內可見度因子的矩陣A描述測站處天空不同區域的障礙物遮擋情況，從而判斷各區域內衛星的可見性。

3.根據權利要求1所述用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法，其特征在于：步驟2中，測站處的3D環境建模采用近景攝影測量、計算機視覺或激光雷達掃描方式實現。

4.根據權利要求3所述用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法，其特征在于：測站處的3D環境建模采用三維激光雷達掃描方式實現時，實現方式如下，

步驟2.1、布設特征點并采集在WGS-84坐標系下的坐標；

步驟2.2、架設儀器對測站處的3D環境進行模型數據采集，并以點云的形式記錄和呈現，將模型數據轉換至WGS-84坐標系下；

步驟2.3、將3D環境模型數據的位置信息用測站處的方位角和高度角表示。

5.根據權利要求1或2或3或4所述用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法，其特征在于：步驟4中，在多路徑誤差建模階段和/或GNSS數據質量控制階段，采用描述測站處障礙物遮擋情況的半天球格網模型，檢測并消除非直射信號。

6.一種用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除系統，其特征在于：用于實現如權利要求1-5任一項所述的一種用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除方法。

7.根據權利要求6所述用于靜態測站的GNSS非直射信號檢測消除系統，其特征在于：包括以下模塊，

第一模塊，用于構建測站處的半天球格網模型，用于描述測站處天空各區域的障礙物遮擋情況；半天球格網模型的每個格網內包含一個可見度因子α(i,j)，構建包含所有格網內可見度因子的矩陣A，其中，i為格網在矩陣中的行序號，j為格網在矩陣中的列序號；

第二模塊，用于采集測站處的3D環境模型數據，并對模型數據進行坐標系轉換；

第三模塊，用于解算測站處的半天球格網模型參數，得到矩陣A中每個可見度因子α(i,j)，確定測站處天空各區域障礙物遮擋情況；

第四模塊，用于借助描述測站處障礙物遮擋情況的半天球格網模型，檢測并消除非直射信號，支持輔助改善多路徑誤差建模精度和有效性，提高定位結果精度。