[发明专利]海上精密单点定位保护水平质量检核方法及系统

说明书

本发明属于海上定位技术领域，特别涉及一种海上精密单点定位保护水平质量检核方法及系统，依据卫星导航系统精密单点定位观测方程，获取观测历元后验残差序列V，计算后验残差欧氏距离||V||，然后利用中值滤波对后验残差的欧氏距离进行平滑处理，获取对应历元i后验残差欧氏距离的中值滤波值，采用变量MedianV_i表示；采用当前历元后验残差欧氏距离的中值滤波值，求取当前历元精密单点定位的保护水平，从而评价海上精密单点定位的质量水平。本发明有效改善基于后验残差保护水平的波动幅度和频率，可以界定精密单点定位位置偏差水平，还可以反映观测数据粗差等异常的影响，适用于复现性较差的海上动态精密单点定位的质量检核，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于海上定位技术领域，特别涉及一种用于海上精密单点定位保护水平质量检核方法及系统。

背景技术

精密单点定位技术由于单机作业、操作简便、高精度等优点，被广泛应用于海上测绘领域。在海上定位测量中，精密单点定位受人为因素、仪器因素、外界环境等方面的影响，原始观测数据容易包含较大的粗差，导致定位质量存在不可靠的情况。精密单点定位精度决定了该技术的应用范围和领域，而精密单点定位质量则是该技术取得广泛应用的重要保障。不同于陆地测量环境，海上测量环境中大多为动态定位模式，测量不具备复现性，在海上也缺乏像IGS长期观测站这种已知高精度的外部质量检核信息，那么如何有效快速检核海上精密单点定位精度和可靠性就是一个亟待解决的问题。

精密单点定位结果的质量检核方法通常可以分为两大类，一类是内部质量检核方法，另一类是外部质量检核方法。内部质量检核方法是采用观测条件、位置解算过程中以及位置结果中的相关参数信息来判定定位结果质量的可靠性。现有数据探测法可以发现并消除观测数据中的粗差，基于卡尔曼滤波预计残差的方法来检核质量可靠性，但是预计残差存在二次估计或假设观测值不相关的局限性。数据剔除率、观测值的周跳比率、精度因子、模糊度固定率等指标也相继被用于质量检核，速度/加速度检验、向前-向后滤波检验以及GNSS系统间交叉验证等方法来评估动态精密单点定位质量，其中前两种方法不适用于高动态实时的定位模式，而且这些方法中阈值的选取对结果具有重要影响，但是阈值的设置通常需要依靠经验值。外部质量检核方法是将定位结果与外部质量检核信息进行对比，从而客观评价定位结果的精度和可靠性。外部质量检核方法可信度高，但是需要外部信息支持；外部质量检核信息，严格意义上要采用不同的测量设备独立获取观测数据进行定位，而且外部质量检核信息的定位精度要高于待检核值的定位精度，可以是已有IGS长期观测站坐标、RTK模糊度固定解、国际知名研究机构开发的精密单点定位数据处理软件解算出的定位结果或者是通过其他高精度测量手段获取的定位结果，如惯性导航系统等。常用的在线精密单点定位数据处理软件对用户专业水平要求较低，虽然可以满足实时性的应用需求，但是在实际应用中仍存在诸多不便之处，价格昂贵、需要开发机构的相关授权、运行平台限制等，并不适用于复现性较差的动态精密单点定位的质量检核。

发明内容

为此，本发明提供一种基于中值滤波的海上精密单点定位保护水平质量检核方法及系统，用于快速检核海上精密单点定位质量。该系统可以有效界定精密单点定位位置偏差水平，还可以反映观测数据粗差等异常的影响，可适用于复现性较差的动态海上精密单点定位的质量检核。

按照本发明所提供的设计方案，一种海上精密单点定位保护水平质量检核方法，包含如下内容：

依据卫星导航系统精密单点定位观测方程，获取观测历元后验残差序列，其中，精密单点定位观测方程包含卫星信号伪距观测方程和载波相位观测方程；

采用卡尔曼滤波方法求解后验残差欧式距离||V||，并利用中值滤波对欧式距离进行平滑处理，采用MedianV_i表示中值滤波处理的后验残差欧式距离；

设定后验残差的保护水平计算公式，根据该计算公式并采用中值滤波处理后的后验残差欧式距离来确定精密单点定位的保护水平，以评价精密单点定位的质量水平。