一种单历元实时钟差融合系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种单历元实时钟差融合系统及方法，系统包括RTS实时接收模块、实时精密钟差生成模块和实时精密钟差融合模块，接收多个分析中心的钟差改正数数据，将RTS钟差改正数应用于广播星历，生成实时钟差数据；根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差，实现钟差的实时融合与监测。本发明专利技术所采用的单历元钟差融合方法相较于传统卡尔曼滤波方法无需收敛时间，相较于加权平均方法，使用Huber权函数迭代权值减少了粗差影响；采用一阶差分作为观测值有效地解决了两种传统方法中都存在的基准跳变的问题。本发明专利技术所获得的融合钟差产品可以用于实时精密单点定位，提高其定位精度和可靠性。

A single epoch real-time clock difference fusion system and method

【技术实现步骤摘要】
一种单历元实时钟差融合系统及方法
本专利技术涉及到实时卫星钟差
，具体涉及单历元实时钟差融合系统及方法。
技术介绍
传统的钟差融合方法有加权平均和卡尔曼滤波两种方法。加权平均方法有如下缺陷：1.存在基准跳变现象加权平均方法对各个分析中心产品钟差序列取加权平均值，方法复杂度低，无需收敛时间，但是未顾及分析中心数据中断或者分析中心产品存在的基准跳变现象，导致融合产品中也存在大量跳变值。2.存在粗差值多个分析中心的钟差序列中可能存在粗差值，加权平均无法淘汰粗差值，导致最终的融合序列粗差出现的频率是所有分析中心粗差频率总和。卡尔曼滤波方法的缺陷如下：1.需要一段时间收敛卡尔曼滤波中状态方程需要参数的初值，通常情况下可以简单的取0向量或者各个分析中心观测值的均值，无论哪种方法初值都需要一段收敛时间。未收敛前的融合值无法使用，这也意味着当软件因为断电，故障等原因不可用重新启动后，将在一段时间内不可用。2.存在基准跳变现象卡尔曼滤波将通过观测值得到的参数与预测值融合，降低了观测值中存在跳变值时对参数的影响，但是基准跳变的影响仍然存在。并且当分析中心数据缺失时会改变秩亏自由网的基准约束，同样导致跳变现象发生，因此相对于加权平均方法引入了新的基准跳变。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种单历元实时卫星钟差融合技术方案，利用多个IGS实时服务产品(Real-TimeService，RTS)提供的精密钟差改正数，实时融合形成可用性更高、方法复杂度更低、无基准跳变的钟差产品。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案包括一种单历元实时钟差融合系统，包括RTS实时接收模块、实时精密钟差生成模块和实时精密钟差融合模块，所述RTS实时采集模块，用于接收多个分析中心的钟差改正数数据；所述实时精密钟差生成模块，用于将RTS钟差改正数应用于广播星历，生成实时钟差数据；所述实时精密钟差融合模块，用于每隔时间T1读取实时钟差数据，根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差，并将钟差数据每隔时间T2生成一次采样间隔为T3的数据，实现钟差的实时融合与监测，其中T1、T2和T3为预设的时长。而且，还包括数据管理模块和数据可视化模块，所述数据管理模块用于查询、统计和下载各个分析中心的钟差以及融合钟差产品；所述数据可视化模块用于显示实时钟差融合情况。而且，RTS钟差改正数的获取时间间隔为5秒。而且，T1的取值为5秒，T2的取值为1分钟，T3的取值为5秒。而且，融合后钟差发布为SSR格式。本专利技术提供一种单历元实时钟差融合方法，包括以下步骤：步骤1，确定需要融合的分析中心钟差产品，获得多个分析中心的钟差改正数数据；步骤2，每隔时间T4提取RTS钟差改正数和广播星历，生成时间间隔为T5的实时钟差产品；步骤3，每隔时间T6提取实时钟差产品，根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差；其中T4、T5和T6为预设的时长。而且，所述钟差观测方程如下其中表示第a个分析中心第s颗卫星的钟差序列的一阶差分；表示融合后钟差值一阶差分；表示分析中心相关偏差，与分析中心有关；表示卫星和分析中心相关的误差，与卫星和分析中心都有关。而且，所述基准约束如下，其中，Pa表示分析中心权值第一个方程表示对分析中心相关偏差的重心基准约束，第二个方程表示对分析中心和卫星相关偏差的重心基准约束，第三个方程为对分析中心相关偏差的中心约束。而且，所述间隔时间T4为5秒，所述时间间隔T5为5秒，所述时间间隔T6的取值为5秒。而且，RTS钟差改正数的获取时间间隔为5秒。本专利技术的显著效果是：1、通过实时钟差生成模块生成了RTS钟差改正数对应的钟差序列，通过实时精密钟差融合模块融合了各个分析中心的钟差序列，实现了实时精密钟差产品的生成；2、本专利技术所采用的单历元钟差融合方法相较于传统卡尔曼滤波方法无需收敛时间，方法开始时刻即可达到最高精度；相较于加权平均方法，使用Huber权函数迭代权值，减少了粗差影响；采用一阶差分作为观测值有效地解决了两种传统方法中都存在的基准跳变的问题；3、本专利技术所获得的融合钟差产品可以用于实时精密单点定位，提高其定位精度和可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例的方法流程图。图2为本专利技术实施例的系统结构图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本专利技术具体技术方案。如图1所示，实施例提供的一种单历元实时钟差融合系统，包括RTS实时接收模块、实时精密钟差生成模块、实时精密钟差融合模块、数据管理模块和数据可视化模块，具体实施时，可在计算机中采用软件模块化方式实现系统，还可以在计算机中提供相应数据库以便实现相应数据存储。实施例中，提供了钟差改正数数据库、精密钟差数据库和融合钟差数据库：所述RTS实时采集模块用于接收IGS多个分析中心的钟差改正数数据，存入钟差改正数数据库；例如，实施例接收BKG,CNES,DLR,ESA/ESOC,GFZ,GMV,NRCan,WUHAN8个分析中心的数据，得到8个分析中心的CLK10、CLK22、CLK93等产品。其中，IGS表示国际GNSS服务(InternationalGNSSService)。所述实时精密钟差生成模块用于将RTS钟差改正数应用于广播星历，生成实时钟差数据并存入精密钟差数据库；所述实时精密钟差融合模块用于每隔时间T1读取精密钟差数据库中实时钟差数据，通过单历元钟差融合实时计算融合钟差数据，即根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差；并将钟差数据每隔时间T2生成一次采样间隔为T3的数据，然后生成的数据可存入融合钟差数据库，实现钟差的实时融合；单历元钟差融合的具体实现参见方法部分，本专利技术不予赘述。进一步的，所述实时监测系统还包括数据管理模块和数据可视化模块，所述数据管理模/块用于查询、统计和下载各个分析中心的钟差以及融合后的钟差产品，可从钟差改正数数据库、精密钟差数据库和融合钟差数据库中提取需要的数据；所述数据可视化模块用于显示实时钟差融合情况。具体实施时，可预先设置时间T1、T2和T3的取值，T1是T3的倍数，T2是T3的倍数，T2>T1。优选地，所述RTS钟差改正数的获取时间间隔为5秒或10秒，所述间隔时间T1的取值为5秒，所述间隔时间T2的取值为1分钟，所述时长T3的取值为5秒。实施例中，所述间隔时间T1的取值为5秒，所述间隔时间T2的取值为1分钟，所述时长T3的取值为5秒。优选地，融合后钟差发布为SSR格式。本专利技术也可采用计算机软件方式实现。参见附图2，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单历元实时钟差融合系统，其特征在于：包括RTS实时接收模块、实时精密钟差生成模块和实时精密钟差融合模块，/n所述RTS实时采集模块，用于接收多个分析中心的钟差改正数数据；/n所述实时精密钟差生成模块，用于将RTS钟差改正数应用于广播星历，生成实时钟差数据；/n所述实时精密钟差融合模块，用于每隔时间T1读取实时钟差数据，根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差，并将钟差数据每隔时间T2生成一次采样间隔为T3的数据，实现钟差的实时融合与监测，其中T1、T2和T3为预设的时长。/n

【技术特征摘要】
1.一种单历元实时钟差融合系统，其特征在于：包括RTS实时接收模块、实时精密钟差生成模块和实时精密钟差融合模块，
所述RTS实时采集模块，用于接收多个分析中心的钟差改正数数据；
所述实时精密钟差生成模块，用于将RTS钟差改正数应用于广播星历，生成实时钟差数据；
所述实时精密钟差融合模块，用于每隔时间T1读取实时钟差数据，根据钟差观测方程，采用最小二乘与给定基准约束，并根据Huber权函数迭代权值，实时计算得到融合钟差，并将钟差数据每隔时间T2生成一次采样间隔为T3的数据，实现钟差的实时融合与监测，其中T1、T2和T3为预设的时长。


2.根据权利要求1所述的单历元实时钟差融合系统，其特征在于：还包括数据管理模块和数据可视化模块，所述数据管理模块用于查询、统计和下载各个分析中心的钟差以及融合钟差产品；所述数据可视化模块用于显示实时钟差融合情况。


3.根据权利要求1所述的单历元实时钟差融合系统，其特征在于：RTS钟差改正数的获取时间间隔为5秒。


4.根据权利要求1所述的单历元实时钟差融合系统，其特征在于：T1的取值为5秒，T2的取值为1分钟，T3的取值为5秒。


5.根据权利要求1或2或3或4所述的单历元实时钟差融合系统，其特征在于：融合后钟差发布为SSR格式。


6.一种单历元实时钟差融合方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定需要融合的分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚宜斌，万杨阳，张良，许超钤，彭文杰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42