[发明专利]一种基于速度约束的全球卫星定位系统数据的修正方法

权利要求书

1.一种基于速度约束的GPS数据的修正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)构建速度约束模型：具体包括：

接收GPS数据流，对接收的数据流的原始数据进行筛选，提取GPS数据，令提取过后 的GPS数据流称之为GPS时间序列；令x_i，x_j为GPS时间序列中下标为i，j的GPS数据的 经度，i，j为小于时间序列长度的正整数，t_i，t_i为相应位置读数x_i，x_j的时间戳,设时间戳 以及相应位置读数x_i的组合<t_i，x_i>称之为观测值；则两个观测值<t_i，x_i>、<t_j，x_j>之 间的速度为事先规定观测值的速度的最大值s_max和最小值s_min；

将具有关联性的观测值之间满足的速度约束：将作 为速度约束模型，用以选择出满足所述速度约束模型的约束下进行修复的GPS时间序列x的 修复；

2)确定修复方案：

给定长度为n的GPS时间序列x＝{<t₁，x₁>，…<t_n，x_n>},令x′＝{<t₁，x′₁>，...< t_n，x′_n>}为满足所述速度约束模型下的一种修复方案，即则该修复方案的修复距离为

3)根据步骤2)确定的修复方案在线对步骤1)提取的GPS时间序列进行修正。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤3)具体内容为：对持续读入的GPS 时间序列x,以及步骤1)中的速度约束模型参数s_min，s_max和关联数据视窗w，在给定所有 GPS数据的观测值的修复值可选范围内，依照时间先后顺序进行依次修复；

包括以下步骤：

3-1)用时间戳最小的未修复的观测值点<t_k，x_k>作为基准点，k为该观测值下标， 小于时间序列长度的正整数，并以该点时间戳t_k为起始向后划分视窗w；

3-2)将在该视窗w内的所有观测值与该基准点代入步骤1)的速度约束模型，构建形 成线性规划公式，在所有满足速度约束模型)的修复方案中找到修复距离最小的修复方案， 如式(1)：

minΣi=1n|xi-xi′|s.t.xk′-xi′tk-ti≤smax,xk′-xi′tk-ti≥smin,xkmin≤xk′≤xkmax]]>

t_k<t_i<t_k+w，1≤i≤n(1)

3-3)设最后选定的修复方案为x^*，令<t_k，x_k>←<t_k，x′_k>作为基准点的修复；选定 <t_k，x_k>之后时间戳最小的观测值作为新的基准点设为<t_j，x_j>，该点的修复值可选范围 由公式(2)所确定，并读入以该点为基准点的视窗w内的所有观测值，重复步骤3-2)至 3-3)，直到GPS时间序列中所有观测值均修复完成,

xjmin=xk′+smin*(ti-tk),if|tj-ti|≤w+∞,otherwisexjmax=xk′+smax*(ti-tk),if|tj-ti|≤w+∞,otherwise---(2).]]>

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤3)具体为利用中位数在线对GPS 时间序列进行修正：包括以下步骤：

3-1)用时间戳最小的未修复的观测值点<t_k，x_k>作为基准点，并以该点时间戳t_k为 起始向后划分视窗w；

3-2)将视窗w范围内的除基准点外的其他观测值，根据公式(3)转换为时间戳为t_k的 两个点

ximin=xi+smin*(ti-tk)ximax=xi+smax*(ti-tk)---(3)]]>

因此若视窗w内共有m个点，经过公式(1)转换后，将共有2(m-1)+1＝2m-1个 点；

3-3)找到这2m-1个点的中位数

3-4)通过公式(4)确定当前基准点的修复值，其中修复至x′_k的可选范围为

xk′=xkmax,if xkmax<xkmidxkmin,if xkmin>xkmidxkmid,otherwise---(4)]]>

3-5)选定<t_k，x_k>之后时间戳最小的观测值，设为<t_j，x_j>作为新的基准点，该新 的基准点的修复值可选范围由公式(2)所确定，并读入以该基准点的视窗w内的所有观测 值，重复步骤3-2)至3-5)，直到GPS所有观测值均修复完成。