CN110501733A - 一种自适应格网vrs生成与服务方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应格网VRS生成与服务方法，首先读取整网参考站坐标信息，按照等间距分别沿东方向、北方向生成覆盖整个参考站网的格网点，得到每个格网点坐标；然后读取一个历元的整网参考站间双差误差改正数信息，计算所有格网点的可视卫星的双差误差改正数；接着判断不同格网点的双差误差改正数差异，标记无效格网点，获得本历元不规则格网点；判断格网点用户请求数，标记服务中的格网点，提供本历元格网点VRS服务；重复上述步骤，直到处理完所有历元。本发明实时自适应生成格网点，兼顾了CORS***的计算量和用户服务精度；并根据用户请求来动态生成格网点VRS，极大减小了CORS***的计算量。
Description
技术领域
本发明属于卫星导航定位数据处理技术，具体涉及一种自适应格网VRS生成与服务方法。
背景技术
目前，我国建立的各类GNSS参考站有上千个，省、市级CORS***有近百个。但是多个独立的区域CORS***，存在GNSS参考站资源重复建设、服务器无法共享、用户服务范围和数量有限等诸多问题。将分散的CORS***变为全国统一管理、维持和服务的CORS***是我国GNSS实时高精度定位发展的必然。对于全国性的CORS***而言，其服务的用户范围和数量极其庞大，采用区域CORS***常用的VRS播发方式，会极大限制同时在线用户数量，无法满足大范围、大用户量的需求。为此，有学者提出采用一种格网VRS技术，即在服务范围内等间隔划分格网点并建立格网VRS，通过格网点向用户提供服务。***只需维持每个格网点的VRS，减小了***的计算量，解除了用户数量的限值。
然而，由于参考站分布不均匀、测区大气情况分布不均匀等因素，等间距建立的格网点得到的VRS观测值精度是不相同的，会造成用户服务精度不一致。另一方面，采用等间距格网点，若格网点间距过小，会增大***计算量，浪费计算资源；若格网点间距过大，会降低格网点VRS观测值精度，从而降低用户服务精度。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种自适应格网VRS生成与服务方法，根据参考站分布情况、大气特性等因素实时调整格网点间距，同时兼顾计算量和服务精度。
本发明所采用的技术方案是：一种自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：读取整网参考站坐标信息，按照等间距分别沿东方向、北方向生成覆盖整个参考站网的格网点，得到每个格网点坐标；
步骤2：读取一个历元的整网参考站间双差误差改正数信息；
步骤3：计算所有格网点的可视卫星的双差误差改正数；
步骤4：判断不同格网点的双差误差改正数差异，标记无效格网点，获得本历元不规则格网点；
步骤5：判断格网点用户请求数，标记服务中的格网点，提供本历元格网点VRS步骤服务；
步骤6：重复步骤2-步骤5，直到处理完所有历元。
作为优选，步骤3的具体实现包括以下子步骤：
步骤3.1：读取一个格网点的坐标，选择距该格网点最近的1个参考站作为主参考站，记为主站，获取与该主站最近的N个辅助参考站的双差误差改正信息；所述辅助参考站，记为辅站；N为预设值；
步骤3.2：计算该格网点所有可视卫星的双差误差改正数；
本步骤进一步包括以下子步骤：
步骤3.2.1：读取主站一颗可视卫星的双差误差改正数，并找到具有该卫星双差误差改正数的辅站；
步骤3.2.2：线性插值得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数；
步骤3.2.3：重复步骤3.2.1-步骤3.2.2，直到获得主站所有可视卫星在格网点处的双差误差改正数；
步骤3.3：重复步骤3.1-步骤3.2，直到获得所有格网点的可视卫星的双差误差改正数。
作为优选，步骤3.2.2的具体实现包括以下子步骤：
(1)选择距格网点最近的M个辅站，同主站一起进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor1；M为预设值；
(2)判断在主站与步骤3.2.1获得的辅站构成的所有三角形中，是否有可以包围该格网点的三角形；
若存在这样的三角形，则进一步找到符合条件的最小三角形，即三角形的三个顶点与格网点的距离最近，用构成该三角形的主站和2个辅站进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor2，比较Cor2与Cor1，若满足：
|Cor2-Cor1|≤0.2m；
则表明该插值结果有效，将Cor2作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数；若不满足该不等式，则表明该插值结果不可靠，认为无法获得该卫星在格网点处的双差误差改正数；
若不存在这样的三角形，则直接将Cor1作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数。
作为优选，步骤4的具体实现过程是：读取一个格网点的双差误差改正数，并与之后的格网点的双差误差改正数进行比较，若差异满足某一指定阈值，则将之后的格网点标记为无效格网点；直到对所有格网点处理判断完毕。
作为优选，步骤4中，在比较格网点双差误差改正数差异时，只能比较与其距离相接近的格网点双差误差改正数；
具体实现包括以下子步骤：
(1)以行为主，比较每行中的格网点；
具体实现包括以下子步骤：
1)读取一行的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；
2)读取该行的下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝j+1；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号；若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(i,k)为无效格网点，即bDeleted(i,k)＝1；继续读取下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝k+1，重复3)；
4)令j＝k，重复2)-3)步，直到该行处理完毕；
5)读取下一行格网点信息，重复上述步骤，直到所有行处理完毕；
(2)以列为主，比较每列中的格网点；
具体实现包括以下子步骤：
1)读取一列的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；若Grid(i,j)为无效格网点，即bDeleted(i,j)＝1，则继续读取下一个格网点的双差误差改正数信息，直到Grid(i,j)为有效格网点；若Grid(i,j)始终为无效格网点，则执行5)；
2)读取该列的下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝i+1；若格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1，则重新执行1)-2)，此时i＝k+1；否则，执行3)；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不相同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号；若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1；继续读取下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝k+1，若Grid(k,j)为有效格网点，则重复3)，否则令k＝k+1，执行4)；
4)令i＝k，重复1)-3)步，直到该列处理完毕；
5)读取下一列格网点信息，重复上述步骤，直到所有列处理完毕。
作为优选，步骤5的具体实现包括以下子步骤：
步骤5.1：读取一个有效格网点信息，若该格网点有用户请求，则根据该格网点的双差误差改正数，生成该格网点的VRS步骤信息并播发给用户；若该格网点无用户请求，则停止该格网点VRS步骤信息生成；
步骤5.2：重复步骤5.1，直到处理完所有有效格网点。
作为优选，步骤5.1中，在最初获得不规则格网点时，用户请求数默认为0，之后，根据每个历元接收到的用户对格网点的请求消息，重设用户请求数；
具体实现过程是：接收某一历元消息，若该格网点的用户请求数为0，且该历元该格网点被用户请求，则将该格网点的用户请求数设为3600，并生成该格网点的VRS信息播发给用户；若该格网点的用户请求数为0，且该格网点未被用户请求，则不生成该格网点的VRS信息；若该格网点的用户请求数大于0，无论该历元该格网点是否被用户请求，均生成该格网点的VRS信息，并将该格网点的用户请求数减1。
和现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)自适应生成不等间距格网点，顾及了参考站分布情况、大气特性等因素，保证了整网格网点的VRS观测值精度，保障了用户服务精度的一致性，兼顾了CORS***的计算量和用户服务精度。
(2)逐历元实时生成格网点，考虑了参考站的有效性、以及大气条件的动态变化。
(3)根据用户请求来生成格网点VRS信息，对无用户请求的格网点不生成VRS信息，极大减小了CORS***的计算量。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明和/或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
请见图1，本发明提供的一种自适应格网VRS生成与服务方法，包括以下步骤：
步骤1：读取整网参考站坐标信息，按照等间距分别沿东方向、北方向生成覆盖整个参考站网的格网点，得到每个格网点坐标；
本步骤具体包括：
步骤1.1：读取整网参考站坐标信息。
步骤1.2：按照间距d，通常为5km，分别沿东方向、北方向生成覆盖整个参考站网的n行m列格网点，并得到每个格网点坐标。
步骤2：读取一个历元的整网参考站间双差误差改正数信息；
步骤3：计算所有格网点的可视卫星的双差误差改正数；
本步骤具体包括：
步骤3.1：读取一个格网点的坐标，选择距该格网点最近的1个参考站作为主参考站(主站)，获取与该主站最近的10个辅助参考站(辅站)的双差误差改正信息。
步骤3.2：计算该格网点所有可视卫星的双差误差改正数；
步骤3.2具体包括：
步骤3.2.1：读取主站一颗可视卫星的双差误差改正数，并找到具有该卫星双差误差改正数的辅站。
步骤3.2.2：线性插值得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数。
本实施例中，具体采用的插值策略如下：
选择距格网点最近的2-3个辅站，同主站一起进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor1；
判断在主站与3.2.1步获得的辅站构成的所有三角形中，是否有可以包围该格网点的三角形，若存在这样的三角形，则进一步找到符合条件的最小三角形，即三角形的三个顶点与格网点的距离最近，用构成该三角形的主站和2个辅站进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor2，比较Cor2与Cor1，若满足
|Cor2-Cor1|≤0.2m
则表明该插值结果有效，将Cor2作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数；若不满足该不等式，则表明该插值结果不可靠，认为无法获得该卫星在格网点处的双差误差改正数；
若不存在这样的三角形，则直接将Cor1作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数。
3.2.3重复3.2.1-3.2.2，直到获得主站所有可视卫星在格网点处的双差误差改正数。
3.3重复3.1-3.2，直到获得所有格网点的可视卫星的双差误差改正数。
步骤4：判断不同格网点的双差误差改正数差异，标记无效格网点，获得本历元不规则格网点；
具体实现过程是：读取一个格网点的双差误差改正数，并与之后的格网点的双差误差改正数进行比较，若差异满足某一指定阈值，则将之后的格网点标记为无效格网点；直到对所有格网点处理判断完毕。
更具体的，在每一历元开始计算时，格网点均设为有效，即bDeleted＝0；由于格网点双差误差改正数是由其附近参考站插值得到的，整个参考站网的格网点双差误差改正数是通过不同的线性插值平面获得的，在比较格网点双差误差改正数差异时，只能比较与其距离相接近的格网点双差误差改正数，具体步骤包括：
(1)以行为主，比较每行中的格网点；
进一步包括：
1)读取一行的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；
2)读取该行的下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝j+1；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号。若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(i,k)为无效格网点，即bDeleted(i,k)＝1；继续读取下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝k+1，重复3)；
4)令j＝k，重复2)-3)步，直到该行处理完毕；
5)读取下一行格网点信息，重复上述步骤，直到所有行处理完毕。
(2)以列为主，比较每列中的格网点；
进一步包括：
1)读取一列的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；若Grid(i,j)为无效格网点，即bDeleted(i,j)＝1，则继续读取下一个格网点的双差误差改正数信息，直到Grid(i,j)为有效格网点；若Grid(i,j)始终为无效格网点，则执行5)；
2)读取该列的下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝i+1；若格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1，则重新执行1)-2)，此时i＝k+1；否则，执行3)；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不相同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号。若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1；继续读取下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝k+1，若Grid(k,j)为有效格网点，则重复3)，否则令k＝k+1，执行4)；
4)令i＝k，重复1)-3)步，直到该列处理完毕；
5)读取下一列格网点信息，重复上述步骤，直到所有列处理完毕。
步骤5：判断格网点用户请求数，标记服务中的格网点，提供本历元格网点VRS服务；
本步骤具体包括：
步骤5.1：读取一个有效格网点信息，若该格网点有用户请求，则根据该格网点的双差误差改正数，生成该格网点的VRS信息并播发给用户；若该格网点无用户请求，则停止该格网点VRS信息生成。
本实施中，在最初获得不规则格网点时，用户请求数默认为0，之后，根据每个历元接收到的用户对格网点的请求消息，重设用户请求数，具体步骤包括：
接收某一历元消息，若该格网点的用户请求数为0，且该历元该格网点被用户请求，则将该格网点的用户请求数nDataReq设为3600，并生成该格网点的VRS信息播发给用户；若该格网点的用户请求数nDataReq为0，且该格网点未被用户请求，则不生成该格网点的VRS信息；若该格网点的用户请求数nDataReq大于0，无论该历元该格网点是否被用户请求，均生成该格网点的VRS信息，并令该格网点的用户请求数nDataReq＝nDataReq-1。
步骤5.2：重复步骤5.1，直到处理完所有有效格网点。
步骤6：重复步骤2-步骤5，直到处理完所有历元。
上述实施例所述是用以具体说明本发明，文中虽通过特定的术语进行说明，但不能以此限定本发明的保护范围，熟悉此技术领域的人士可在了解本发明的精神与原则后对其进行变更或修改而达到等效目的，而此等效变更和修改，皆应涵盖于权利要求范围所界定范畴内。
Claims (7)
1.一种自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：读取整网参考站坐标信息，按照等间距分别沿东方向、北方向生成覆盖整个参考站网的格网点，得到每个格网点坐标；
步骤2：读取一个历元的整网参考站间双差误差改正数信息；
步骤3：计算所有格网点的可视卫星的双差误差改正数；
步骤4：判断不同格网点的双差误差改正数差异，标记无效格网点，获得本历元不规则格网点；
步骤5：判断格网点用户请求数，标记服务中的格网点，提供本历元格网点VRS步骤服务；
步骤6：重复步骤2-步骤5，直到处理完所有历元。
2.根据权利要求1所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，步骤3的具体实现包括以下子步骤：
步骤3.1：读取一个格网点的坐标，选择距该格网点最近的1个参考站作为主参考站，记为主站，获取与该主站最近的N个辅助参考站的双差误差改正信息；所述辅助参考站，记为辅站；其中，N为预设值；
步骤3.2：计算该格网点所有可视卫星的双差误差改正数；
本步骤进一步包括以下子步骤：
步骤3.2.1：读取主站一颗可视卫星的双差误差改正数，并找到具有该卫星双差误差改正数的辅站；
步骤3.2.2：线性插值得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数；
步骤3.2.3：重复步骤3.2.1-步骤3.2.2，直到获得主站所有可视卫星在格网点处的双差误差改正数；
步骤3.3：重复步骤3.1-步骤3.2，直到获得所有格网点的可视卫星的双差误差改正数。
3.根据权利要求2所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，步骤3.2.2的具体实现包括以下子步骤：
(1)选择距格网点最近的M个辅站，同主站一起进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor1；其中，M为预设值；
(2)判断在主站与步骤3.2.1获得的辅站构成的所有三角形中，是否有可以包围该格网点的三角形；
若存在这样的三角形，则进一步找到符合条件的最小三角形，即三角形的三个顶点与格网点的距离最近，用构成该三角形的主站和2个辅站进行线性插值，得到格网点处该可视卫星的双差误差改正数Cor2，比较Cor2与Cor1，若满足：
|Cor2-Cor1|≤0.2m；
则表明该插值结果有效，将Cor2作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数；若不满足该不等式，则表明该插值结果不可靠，认为无法获得该卫星在格网点处的双差误差改正数；
若不存在这样的三角形，则直接将Cor1作为格网点处该可视卫星的双差误差改正数。
4.根据权利要求1所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，步骤4的具体实现过程是：读取一个格网点的双差误差改正数，并与之后的格网点的双差误差改正数进行比较，若差异满足某一指定阈值，则将之后的格网点标记为无效格网点；直到对所有格网点处理判断完毕。
5.根据权利要求1或4所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于：步骤4中，在比较格网点双差误差改正数差异时，只能比较与其距离相接近的格网点双差误差改正数；具体实现包括以下子步骤：
(1)以行为主，比较每行中的格网点；
具体实现包括以下子步骤：
1)读取一行的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；
2)读取该行的下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝j+1；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号；若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(i,k)为无效格网点，即bDeleted(i,k)＝1；继续读取下一个格网点Grid(i,k)的双差误差改正数信息Cor(i,k)，此时k＝k+1，重复3)；
4)令j＝k，重复2)-3)步，直到该行处理完毕；
5)读取下一行格网点信息，重复上述步骤，直到所有行处理完毕；
(2)以列为主，比较每列中的格网点；
具体实现包括以下子步骤：
1)读取一列的一个格网点Grid(i,j)的双差误差改正数信息Cor(i,j)；若Grid(i,j)为无效格网点，即bDeleted(i,j)＝1，则继续读取下一个格网点的双差误差改正数信息，直到Grid(i,j)为有效格网点；若Grid(i,j)始终为无效格网点，则执行5)；
2)读取该列的下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝i+1；若格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1，则重新执行1)-2)，此时i＝k+1；否则，执行3)；
3)判断两个格网点可视卫星是否相同，若不相同，则执行4)；若相同，则依次比较每颗可视卫星的双差误差改正数差异，取其差异绝对值的最大值作为格网点间的双差误差改正数差异ΔCor，公式表示为：
其中，上标1,2,...,s表示可视卫星序号；若ΔCor>0.02m，则执行4)；若ΔCor≤0.02m，则标记格网点Grid(k,j)为无效格网点，即bDeleted(k,j)＝1；继续读取下一个格网点Grid(k,j)的双差误差改正数信息Cor(k,j)，此时k＝k+1，若Grid(k,j)为有效格网点，则重复3)，否则令k＝k+1，执行4)；
4)令i＝k，重复1)-3)步，直到该列处理完毕；
5)读取下一列格网点信息，重复上述步骤，直到所有列处理完毕。
6.根据权利要求1所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于，步骤5的具体实现包括以下子步骤：
步骤5.1：读取一个有效格网点信息，若该格网点有用户请求，则根据该格网点的双差误差改正数，生成该格网点的VRS步骤信息并播发给用户；若该格网点无用户请求，则停止该格网点VRS步骤信息生成；
步骤5.2：重复步骤5.1，直到处理完所有有效格网点。
7.根据权利要求1或6所述的自适应格网VRS生成与服务方法，其特征在于：步骤5.1中，在最初获得不规则格网点时，用户请求数默认为0，之后，根据每个历元接收到的用户对格网点的请求消息，重设用户请求数；
具体实现过程是：接收某一历元消息，若该格网点的用户请求数为0，且该历元该格网点被用户请求，则将该格网点的用户请求数设为3600，并生成该格网点的VRS信息播发给用户；若该格网点的用户请求数为0，且该格网点未被用户请求，则不生成该格网点的VRS信息；若该格网点的用户请求数大于0，无论该历元该格网点是否被用户请求，均生成该格网点的VRS信息，并将该格网点的用户请求数减1。
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