CN111142124B - 全球卫星导航***状态空间表达方式完好性监测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及卫星导航技术，公开了一种GNSS SSR完好性监测方法及其装置，该GNSS SSR完好性监测方法包括：预先设置完好性监测策略；采集GNSS观测数据；根据所述完好性监测策略和GNSS观测数据，计算相应的完好性监测结果；将与所述完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户，本申请针对每一项SSR改正数，从用户角度选择监测策略和监测结果表达方式，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
Description
技术领域
本申请涉及卫星导航技术，特别涉及GNSS SSR完好性监测技术。
背景技术
全球定位***(GPS，Global Positioning System)、全球卫星导航***(GLONASS)、Galileo***和北斗卫星导航***等全球卫星导航***(GNSS)无法满足高精度用户的使用需求，因此出现了差分改正技术。
差分改正技术即增强服务供应商计算并播发GNSS的差分改正数，用户结合GNSS导航电文、差分改正数等信息以及码伪距、载波相位等观测值，实现高精度定位解算。
目前，部分高精度用户属于生命安全相关的应用，对完好性有极高的要求，需要增强服务供应商针对每一个改正数提供完好性参数，若差分改正数改正误差超过告警门限，则必须及时向用户发出告警。
GNSS差分改正数的表达方式分为两大类，即观测空间表达方式(OSR)和状态空间表达方式(SSR)。
其中，前者针对观测值提供整体的误差改正数，而后者针对多个误差源分别提供误差改正数，包括轨道改正数、钟差改正数、伪码偏差(DCB)改正数、相位偏差(UPD)改正数、对流层延迟改正数、垂向电离层延迟改正数和斜向电离层延迟改正数等。
目前，已经提供SSR完好性参数的服务包括美国广域增强服务(WAAS)、欧洲地球静止导航重叠服务(EGNOS)等民航星基增强服务，以及准天顶卫星***(QZSS)和多种符合RTCM 10403标准(RTCM，国际海运事业无线电技术委员会)的PPP/PPP-AR/PPP-RTK服务。
其中，民航星基增强服务播发轨道改正数、钟差改正数、伪距快变改正数和网格点垂向电离层改正数，并分别通过UDREI参数和GIVEI参数表明轨道改正数、钟差改正数和伪距快变改正数的整体完好性以及网格点垂向电离层改正数的完好性。
具体的，UDREI和GIVEI分别有4比特，其中UDREI的0-13分别对应不同的改正精度，14表示“未监测”，15表示“不可用”，GIVEI 0-14分别对应不同的改正精度，15表示“未监测”。
PPP/PPP-AR/PPP-RTK服务可提供轨道改正数、钟差改正数、DCB改正数、UPD改正数、对流层延迟改正数、垂向电离层延迟改正数或斜向电离层延迟改正数等，其完好性信息主要可分为以下两类：
1.当改正数为特定数值时，表示改正数不可用，比如参数的二进制位全为1。
2.播发质量指数(QI)来表征相应改正数的改正精度，不同的QI值分别映射到特定的改正精度值。
此外，QZSS的CLAS服务采用了特有的完好性告警方式，其每帧电文设计了1比特的告警标识符，用于标识该帧电文是否可用。
但是，这种告警方式会直接中断服务，无法针对特定的改正数进行告警。
目前，生命安全相关应用对完好性的告警时间(TTA)要求很高，民航飞机的精密进近阶段对卫星导航的TTA需求为6秒，而汽车自动驾驶对卫星导航的TTA需求接近民航飞机的需求。另外，PPP/PPP-AR/PPP-RTK服务对精度的要求极高。
首先，改正数和QI参数需要使用较长的位数才能满足精度需求。在通过卫星链路播发提供增强服务时，若以上述完好性信息提供完好***，则所有改正数或者QI的最大播发间隔需要小于或等于TTA，而且，大量数据需要高频度播发，因此，带宽问题难以解决。
发明内容
本申请的目的在于提供一种GNSS SSR完好性监测方法及其装置，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
为了解决上述问题，本申请公开了一种GNSS SSR完好性监测方法，包括：
预先设置完好性监测策略；
采集GNSS观测数据；
根据该完好性监测策略和GNSS观测数据，计算相应的完好性监测结果；
将与该完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户。
在一个优选例中，该GNSS观测数据包含以下参数之一或它们的任意组合：
伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、GNSS导航电文、SSR改正数。
在一个优选例中，该完好性监测策略包含以下策略之一，或它们的任意组合：
策略1：针对轨道改正数
不单独监测轨道改正数，监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差；
策略2：针对钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警；
策略3：针对伪码偏差改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、伪码偏差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略4：针对非差相位延迟改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、非差相位延迟改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
其中，垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达或网格模型表达，并且，
若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警；
若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警；
策略6：针对斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若该网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警；
策略7：针对对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若该网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
在一个优选例中，相应于不同的该完好性监测策略，该监测结果表达方式是相同的。
在一个优选例中，该监测结果表达方式中，该监测结果表达“可用”、“不可用”和“未监测”三种状态，其中，
“可用”状态代表无需告警的情况；
“不可用”状态代表需要告警的情况；
“未监测”状态代表完好性监测未输出结果的情况。
本申请还公开了一种GNSS SSR完好性监测装置，包括：
预设模块，用于预先设置完好性监测策略；
采集模块，用于采集GNSS观测数据；
计算模块，用于根据该完好性监测策略和GNSS观测数据，计算相应的完好性监测结果；
发送模块，用于将与该完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户。
在一个优选例中，该GNSS观测数据包含以下参数之一或它们的任意组合：
伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、GNSS导航电文、SSR改正数。
在一个优选例中，该完好性监测策略包含以下策略之一，或它们的任意组合：
策略1：针对轨道改正数
不单独监测轨道改正数，监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差；
策略2：针对钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警；
策略3：针对伪码偏差改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、伪码偏差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略4：针对非差相位延迟改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、非差相位延迟改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若该卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
其中，垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达或网格模型表达，并且，
若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警；
若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警；
策略6：针对斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若该网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警；
策略7：针对对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若该网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
本申请还公开了一种GNSS SSR完好性监测设备，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及，
处理器，用于在执行该计算机可执行指令时实现如前文描述的方法中的步骤。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现如前文描述的方法中的步骤。
本申请针对每一项SSR改正数，从用户角度选择监测策略和监测结果表达方式，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。
附图说明
图1是根据本申请第一实施方式的GNSS SSR完好性监测方法流程示意图；
图2是根据本申请第二实施方式的GNSS SSR完好性监测装置结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
部分概念的说明：
ICD：Interface Control Document，接口控制文档，由服务供应商提供给用户的信息接口说明文档，告知用户信号特征、信息格式和使用方法。
GNSS：Global Navigation Satellite Systems，全球卫星导航***，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo***和中国的北斗***。
OSR：Observation Space Representation，观测空间表达方式，指GNSS增强***不区分具体的误差来源，播发伪距或相位观测量的改正参数，在测距域进行改正。
SSR：State Space Representation，状态空间表达方式，指GNSS增强***针对不同的误差源提供相应改正参数及其改正精度指标参数，误差源包括但不限于卫星轨道误差、卫星星钟误差、卫星伪码偏差、卫星相位偏差、电离层延迟、对流层延迟。
DCB：Differential Code Bias，伪码偏差，指不同频点不同信号之间的伪码的偏差。
UPD：Uncalibrated Phase Delay，非差相位延迟，指非差的不同频点不同信号之间的相位的偏差。
TTA：Time To Alert，告警时间，定义为从故障影响到用户开始，到用户收到告警信息为止的时间间隔。
URE：User Range Error，用户测距误差，定义为卫星端的误差在用户观测矢量上的投影，即卫星端的误差对用户接收机码伪距和载波相位观测值的影响。
PPP：Precise Point Positioning，精密单点定位，利用精密的卫星轨道和钟差产品进行高精度定位。
PPP-AR：PPP with Ambiguity Resolution，固定模糊度的精密单点定位，比PPP性能更加。
PPP-RTK：PPP based on a RTK network，基于RTK网络的精密单点定位，即利用RTK网络计算区域改正数，比PPP-AR有更快的收敛速度，能够更快地到达厘米级精度。
UDREI：User Differential Range Error Indicator，用户差分测距误差指数，属于民航星基增强***的参数，描述的是使用轨道改正数、钟差改正数和快速伪距改正数后的用户测距精度。
GIVEI：Grid Ionospheric Vertical Error Indicator，网格点电离层垂向误差指数，属于民航星基增强***的参数，描述的是网格点电离层垂向延迟改正数的改正精度。
CLAS：Centimeter Level Augmentation Service，厘米级增强服务，为日本QZSS***的高精度服务名称。
本申请实施方式针对每一项SSR改正数，从用户角度选择监测策略和监测结果表达方式，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
本申请的第一实施方式涉及一种GNSS SSR完好性监测方法，其中，在本方法中，预先设置完好性监测策略。
具体流程如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤101：完好性监测站采集GNSS观测数据，并将GNSS观测数据回传到处理中心，其中GNSS观测数据包括伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、GNSS导航电文、SSR改正数。
需指出，在本申请的其它实施例中，GNSS观测数据可以包含上述阐述中的一种，或它们的任意组合。
步骤102：根据所述完好性监测策略和观测数据，处理中心计算相应的完好性监测结果。
步骤103：处理中心将完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并通过互联网、地面广播或者卫星通信等手段发送给用户。
需指出，GNSS SSR完好性监测是为了在“告警时间”内将“故障”的告警信息发送给用户，从而确保用户不会使用故障卫星。“告警时间”的起点定义为故障发生并影响到用户，终点定义为用户收到告警信息。“故障”定义为使用SSR改正数的改正误差超过服务性能指标。
具体的，如上所述，本实施例的GNSS SSR完好性监测方法中包含完好性监测策略的选择(即，预先设置)，以及完好性监测结果表达方式。
具体的，针对每一项SSR改正数，选择适用于用户使用的完好性监测策略，本实施例中提出了以下策略1-策略7。
需指出，本申请的实施例中，以下策略1-策略7之间可以相互独立，也可以进行任何的组合。
策略1：针对轨道改正数
由于不存在只使用轨道改正数而不使用钟差改正数的用户模式，且轨道改正数的最大更新间隔一般大于或等于钟差改正数的最大更新间隔，因此不单独监测轨道改正数，而是监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差。
需指出，上述策略的好处在于：用户会同时使用轨道和钟差改正数，不存在只使用轨道或者只使用钟差的用户模式，因此轨道和钟差改正数进行综合监测是合理且可行的。轨道改正数一般为三维表达，若单独监测轨道改正数，则需要分离轨道的三个轴向误差，完好性监测算法复杂度较高，而与钟差进行综合监测，可以降低算法复杂度，并减小计算耗时，确保能在告警时间内发出告警信息。
策略2：针对钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差(URE)最大值的完好性保护级，若某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警。
需指出，上述策略的好处在于：完好性保护级是对服务区域内的最大URE进行估计，能够确保服务区域内所有用户的服务性能。
策略3：针对DCB改正数
由于不存在只使用DCB改正数而不使用轨道改正数和钟差改正数的用户模式，因此监测的是轨道改正数、钟差改正数、DCB改正数的综合改正误差。计算轨道改正数、钟差改正数、DCB改正数的改正误差在服务区域内URE最大值的完好性保护级，若某颗卫星某个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
需指出，上述策略的好处在于：合理性由第一句陈述。若单独对DCB进行告警，则存在“轨道和钟差的改正误差超过服务性能指标，但叠加DCB后又能满足服务性能指标，然而轨道和钟差已经告警，因此用户依旧无法使用服务”的情况，通过综合监测，可以避免上述情况的出现，从而提高服务可用率和连续性。
策略4：针对UPD改正数
由于不存在只使用UPD改正数而不使用轨道改正数和钟差改正数的用户模式，因此监测的是轨道改正数、钟差改正数、UPD改正数的综合改正误差。计算轨道改正数、钟差改正数、UPD改正数的改正误差在服务区域内URE最大值的完好性保护级，若某颗卫星某个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
需指出，上述策略的好处在于：合理性由第一句陈述。若单独对UPD进行告警，则存在“轨道和钟差的改正误差超过服务性能指标，但叠加UPD后又能满足服务性能指标，然而轨道和钟差已经告警，因此用户依旧无法使用服务”的情况，通过综合监测，可以避免上述情况的出现，从而提高服务可用率和连续性。
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
垂向电离层延迟改正数可以采用球谐模型表达或网格模型表达。具体的：
1.若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警。
2.若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
需指出，采用球谐模型的情况下：球谐模型为整个服务区域内一套模型参数。由于服务区域内不同地区的电离层活跃程度存在差异，可能出现“绝大部分服务区域的电离层改正误差满足服务性能指标，只有极小区域不满足，若对整个服务区域进行告警，则整个服务区域都无法使用服务”的情况，根据电离层活跃程度进行分区监测，对每个子区域进行告警，则可以提高满足性能指标区域的服务可用率和连续性。
策略6：针对斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若某个网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警。
进一步的，若完好***可用带宽极其紧张，则可将服务区域划分成若干个子区域，若子区域内某个网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该子区域该卫星发出告警。需指出，该策略的好处在于：通过分区降低服务性能来满足带宽限制。
策略7：针对对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
为了使本实施例更加容易理解，下表中示出了改正数对应的完好性监测策略和监测对象：
下面详细介绍本实施例的GNSS SSR完好性监测方法中，与上述完好性监测策略配合的完好性监测策略的结果表达方式。
本实施例中，不同的完好性监测策略的结果表达方式是相同的。
具体的，对于某一次完好性监测，其监测结果至多需要表达“可用”、“不可用”和“未监测”三种状态。
其中，“可用”状态代表无需告警的情况，“不可用”状态代表需要告警的情况，“未监测”状态代表完好性监测未输出结果的情况。
若用户只使用“可用”的改正数，则其获得的服务性能满足增强服务供应商的承诺。
若用户使用“未监测”的改正数，则用户需要自行承担使用该改正数的完好性风险。
这样做的好处是，可以在较小的带宽开销下满足较高的“告警时间”需求。
需指出，为了表达这三种状态，每个完好性参数需要2比特。
另外，PPP服务供应商存在使用两级或者多级完好性监测的情况，例如，Trimble公司的RTX服务包括了播发前完好性监测和播发后完好性监测这两级监测。完好性监测结果表达方式需要拓展上述三种状态来区分不同监测级的监测结果。
具体的，两级完好性监测最多需要表达9种监测结果，分别为：
播发前监测可用且播发后监测可用；
播发前监测可用且播发后监测不可用；
播发前监测可用且播发后未监测；
播发前监测不可用且播发后监测可用；
播发前监测不可用且播发后监测不可用；
播发前监测不可用且播发后未监测；
播发前未监测且播发后监测可用；
播发前未监测且播发后监测不可用；
播发前未监测且播发后未监测。
此时每个完好性参数需要4比特。多级监测的完好性监测结果表达方式依此类推。
可见，本实施例的优点在于，可以在不降低完好***性能的基础上减小带宽需求。
本申请实施方式针对每一项SSR改正数，从用户角度选择监测策略和监测结果表达方式，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
本申请的第二实施方式涉及一种GNSS SSR完好性监测装置，其结构如图2所示，GNSS SSR完好性监测装置包括：
预设模块，用于预先设置完好性监测策略；
采集模块，用于采集GNSS观测数据；
计算模块，用于根据所述完好性监测策略和GNSS观测数据，计算相应的完好性监测结果；
发送模块，用于将与所述完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户。
具体的，所述GNSS观测数据包含以下参数之一或它们的任意组合：
伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、GNSS导航电文、SSR改正数。
具体的，所述完好性监测策略包含以下策略之一，或它们的任意组合：
策略1：针对轨道改正数
不单独监测轨道改正数，监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差；
策略2：针对钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警；
策略3：针对DCB改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、DCB改正数的改正误差在服务区域内URE最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略4：针对UPD改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、UPD改正数的改正误差在服务区域内URE最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警。
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
其中，垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达或网格模型表达，并且，
若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警；
若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警；
策略6：针对斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若所述网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警；
策略7：针对对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若所述网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
本申请实施方式针对每一项SSR改正数，从用户角度选择监测策略和监测结果表达方式，在不降低完好***性能的基础上，显著减少完好***对带宽的需求。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，第一实施方式中的技术细节可以应用于本实施方式，本实施方式中的技术细节也可以应用于第一实施方式。
需要说明的是，本领域技术人员应当理解，上述GNSS SSR完好性监测装置的实施方式中所示的各模块的实现功能可参照前述GNSS SSR完好性监测方法的相关描述而理解。上述GNSS SSR完好性监测装置的实施方式中所示的各模块的功能可通过运行于处理器上的程序(可执行指令)而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。本申请实施例上述GNSSSSR完好性监测装置如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应地，本申请实施方式还提供一种计算机存储介质，其中存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本申请的各方法实施方式。
此外，本申请实施方式还提供一种GNSS SSR完好性监测设备，其中包括用于存储计算机可执行指令的存储器，以及，处理器；该处理器用于在执行该存储器中的计算机可执行指令时实现上述各方法实施方式中的步骤。其中，该处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，简称“CPU”)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称“DSP”)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称“ASIC”)等。前述的存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，简称“ROM”)、随机存取存储器(random access memory，简称“RAM”)、快闪存储器(Flash)、硬盘或者固态硬盘等。本发明各实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。
在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种全球卫星导航***状态空间表达方式完好性监测方法，其特征在于，包括：
预先设置完好性监测策略；
采集全球卫星导航***观测数据；
根据所述完好性监测策略和全球卫星导航***观测数据，计算相应的完好性监测结果；
将与所述完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户；其中，
所述完好性监测策略包含：
策略3：针对伪码偏差改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、伪码偏差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警；
策略4：针对非差相位延迟改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、非差相位延迟改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警；
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全球卫星导航***观测数据包含以下参数之一或它们的任意组合：
伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、全球卫星导航***导航电文、状态空间表达方式改正数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述完好性监测策略还包含以下策略之一，或它们的任意组合：
策略1：针对轨道改正数
不单独监测轨道改正数，监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差；
策略2：针对钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警；
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警；
策略6：针对斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若所述网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警；
策略7：针对对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若所述网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，相应于不同的所述完好性监测策略，所述监测结果表达方式是相同的。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测结果表达方式中，所述监测结果表达“可用”、“不可用”和“未监测”三种状态，其中，
“可用”状态代表无需告警的情况；
“不可用”状态代表需要告警的情况；
“未监测”状态代表完好性监测未输出结果的情况。
6.一种全球卫星导航***状态空间表达方式完好性监测装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于预先设置完好性监测策略；
采集模块，用于采集全球卫星导航***观测数据；
计算模块，用于根据所述完好性监测策略和全球卫星导航***观测数据，计算相应的完好性监测结果；
发送模块，用于将与所述完好性监测策略相应的完好性监测结果按照监测结果表达方式进行编码，并发送给用户；其中，
所述完好性监测策略包含：
策略3：针对伪码偏差改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、伪码偏差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警；
策略4：针对非差相位延迟改正数
计算轨道改正数、钟差改正数、非差相位延迟改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的一个信号的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星该信号发出告警；
策略5：针对垂向电离层延迟改正数
若垂向电离层延迟改正数采用球谐模型表达，则根据电离层的活跃程度将服务区域划分成若干个子区域，计算每个子区域内垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差最大值的完好性保护级，若某个子区域的完好性保护级超过告警门限，则对该区域发出告警。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述全球卫星导航***观测数据包含以下参数之一或它们的任意组合：
伪距观测值、相位观测值、多普勒观测值、信噪比观测值、全球卫星导航***导航电文、状态空间表达方式改正数。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述完好性监测策略还包含以下策略之一，或它们的任意组合：
策略1：轨道改正数
不单独监测轨道改正数，监测轨道改正数和钟差改正数的综合改正误差；
策略2：钟差改正数
计算每颗卫星轨道改正数和钟差改正数的改正误差在服务区域内用户测距误差最大值的完好性保护级，若所述卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该卫星发出告警；
策略5：垂向电离层延迟改正数
若垂向电离层延迟改正数采用网格模型表达，则计算每个网格点垂向电离层延迟改正数的垂向改正误差的完好性保护级，若某个网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警；
策略6：斜向电离层延迟改正数
计算每个网格点斜向电离层延迟改正数的斜向改正误差的完好性保护级，若所述网格某颗卫星的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点该卫星发出告警；
策略7：对流层延迟改正数
计算每个网格点对流层延迟改正数的天顶改正误差的完好性保护级，若所述网格点的完好性保护级超过告警门限，则对该网格点发出告警。
9.一种全球卫星导航***状态空间表达方式完好性监测设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机可执行指令；以及，
处理器，用于在执行所述计算机可执行指令时实现如权利要求1至5中任意一项所述的方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的方法中的步骤。
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