CN113253201A - 广域多点定位***数据质量监控方法、装置及电子设备 - Google Patents

广域多点定位***数据质量监控方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN113253201A CN202110716027.0A CN202110716027A CN113253201A CN 113253201 A CN113253201 A CN 113253201A CN 202110716027 A CN202110716027 A CN 202110716027A CN 113253201 A CN113253201 A CN 113253201A
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Abstract

本申请公开了一种广域多点定位***数据质量监控方法、装置及电子设备，包括：获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和ADS‑B报告报文；其中，工作状态报文包括表征***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，目标报文包括***对指定目标进行定位获得的定位相关信息，ADS‑B报告报文包括指定目标的GPS定位数据；基于工作状态报、目标报文和ADS‑B报告报文确定衡量各设备工作状态、***定位准确度以及定位数据合理性的关键指标是否正常；基于各关键指标是否正常的判断结果和各关键指标分别对应的权重确定数据质量分值；若数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。

Description

广域多点定位***数据质量监控方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及机场监测技术领域，尤其涉及一种广域多点定位***数据质量监控方法、装置及电子设备。
背景技术
多点定位***是利用多个地面站接收监视目标发射的同一应答信号，通过计算各地面站接收的时间差实现监视目标定位的***。多点定位***作为未来的空管监视新技术，具有定位精度高、数据率高、可扩充性好、不受天气影响、无需改装现有飞机等优点，可以在全天候环境条件下大大提高监视的有效性和可靠性，是当前民航监视技术的主要发展方向，国外许多国家和地区都在积极推进该项技术的应用。
广域多点定位***（wide area multilatereation systems）主要采用达到时间差定位技术，通过获取二次监视雷达应答机发射信号来确定区域、终端（进近）和机场管制空域内航空器位置和识别信息的一组设备。广域多点定位***中，接收站之间分布远，接收站间的时间同步不能像场面监视***中利用本地时钟、或参考应答进行同步，一般采用基于全球定位***的授时接收机实现各站之间的时间同步。广域多点定位***提供的数据更新率高、定位精度高，并具有识别能力。鉴于这些优点，目前空管自动化***普遍引接广域多点定位***监视数据进行航迹融合，但带来监视数据源数据质量监测的困难。广域多点定位监视源的异常数据输出均会导致后端***出现融合航迹目标***、位置跳变，以及产生假目标，这些异常情况会严重影响管制员对航空器的实时指挥。
发明内容
本申请实施例提供一种广域多点定位***数据质量监控方法、装置、电子设备及存储介质，以对广域多点定位***输出数据的质量进行监控和评估，提升了广域多点定位监视数据在空管自动化***的利用效率和运行稳定性，并协助技术维护人员及时发现广域多点定位***内发生的异常情况。
一方面，本申请一实施例提供了一种广域多点定位***数据质量监控方法，包括：
获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文；其中，所述工作状态报文包括表征所述广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，所述目标报文包括所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位获得的定位相关信息，所述ADS-B报告报文包括所述指定目标的GPS定位数据；
基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常；
基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常；
基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常；
基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值；
若所述数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
可选地，所述GPS定位数据包括：GPS位置、GPS定位精度和GPS定位误差，所述目标报文包括：所述广域多点定位***确定出的所述指定目标的目标定位位置、位置精度和***定位误差，所述基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常，包括：
判断所述GPS位置和所述目标定位位置之间的差值是否超过定位差阈值，判断所述GPS定位精度和所述位置精度之间的差值是否超过精度差阈值，判断所述GPS定位误差和所述***定位误差之间的差值是否超过定位误差阈值；
基于获得的判断结果，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。
可选地，所述目标报文包括所述指定目标的目标定位位置和位置精度、参与定位的地面接收站的站点标识，衡量***定位准确度的关键指标包括定位精度；
所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据目标报文中的站点标识，获取参与定位的地面接收站的位置信息；
根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度；
若所述定位精度和所述位置精度不一致，则确定所述广域多点定位***定位精度异常。
可选地，所述根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度，包括：
根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定几何精度因子GDOP；
根据所述几何精度因子GDOP和伪距测量噪声，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度，其中，伪距测量噪声是根据广域多点定位***的***参数确定的。
可选地，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率、目标报文识别率和***处理延时中的至少一种；
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：根据单位时长内广域多点定位***输出的目标报文的数量，确定目标报文更新率，若目标报文更新率小于更新率阈值，则确定目标报文更新率异常，否则确定目标报文更新率正常；
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文识别率时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：根据单位时长内广域多点定位***输出的包含识别信息的目标报文的数量，确定目标报文识别率，若目标报文识别率小于识别率阈值，则确定目标报文识别率异常，否则确定目标报文识别率正常，其中，识别信息表征能够识别到指定目标；
当衡量***定位准确度的关键指标包括***处理延时时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据所述指定目标的应答信号达到各地面接收站的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，获得***处理延时，若***处理延时大于延时阈值，则确定***处理延时异常，否则确定***处理延时正常。
可选地，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文中的指定数据是否发生跳变，其中指定数据包括目标定位位置和识别号中的至少一项，识别号是为各目标分配的航班标识；
当指定数据包括目标定位位置时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据已获得的指定目标的目标定位位置，预测指定目标未来的运动轨迹，基于预测的运动轨迹判断后续接收到的目标报文中的目标定位位置是否发生跳变，若发生跳变，则确定目标定位位置异常；
当指定数据包括识别号时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
检测针对指定目标的目标报文中的识别号是否发生变化，若发生变化，则确定识别号异常。
可选地，所述基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值，包括：
基于如下公式确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值
Figure 570509DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 345567DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 4082DEST_PATH_IMAGE003
为第n项关键指标对应的权重，当第n项关键指标正常时，
Figure 497380DEST_PATH_IMAGE004
，当第n项关键指标异常时，
Figure 532332DEST_PATH_IMAGE005
；
所述告警条件包括：数据质量分值
Figure 427476DEST_PATH_IMAGE006
大于预设阈值。
可选地，所述工作状态报文为ASTERIX CAT19报文，所述目标报文为ASTERIXCAT20 报文，所述ADS-B报告报文为ASTERIX CAT21报文。
一方面，本申请一实施例提供了一种广域多点定位***数据质量监控装置，包括：
报文获取模块，用于获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文；其中，所述工作状态报文包括表征所述广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，所述目标报文包括所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位获得的定位相关信息，所述ADS-B报告报文包括所述指定目标的GPS定位数据；
工作状态解析模块，用于基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常；
第一监视数据分析模块，用于基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常；
第二监视数据分析模块，用于基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常；
数据质量分析模块，用于基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值；
告警模块，用于若所述数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
一方面，本申请一实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。
一方面，本申请一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。
一方面，本申请一实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述任一种TCP传输性能的控制的各种可选实现方式中提供的方法。
本申请实施例提供的广域多点定位***数据质量监控方法、装置、电子设备及存储介质，对广域多点定位***输出的报文中的关键数据项进行实时分析，以对广域多点定位***输出数据的质量进行监控和评估，提升了广域多点定位监视数据在空管自动化***的利用效率和运行稳定性，并协助技术维护人员及时发现广域多点定位***内发生的异常情况，为推动广域多点定位监视数据广泛应用提供了一种可行、有效的监测方式，在空管单位或地方塔台具有一定的应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图。
图1为本申请实施例提供的广域多点定位***数据质量监控方法的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的广域多点定位***数据质量监控方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的确定定位精度是否正常的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的广域多点定位***数据质量监控装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
参考图1，其为本申请实施例提供的广域多点定位***的应用场景示意图。该应用场景中的广域多点定位***包括多个地面接收站、询问发射站、中心处理服务器和监控子***等，其中，多个地面接收站分别设置在管制空域内地面上的不同位置。监控子***可向广域多点定位***内的各个设备（包括地面接收站、询问发射站、中心处理服务器等设备）发送各类控制指令，以方便工作人员对广域多点定位***进行控制，例如，可切换广域多点定位***的运行模式为主用或者备用，对广域多点定位***的各个设备下发重启操作指令，获取广域多点定位***中各个被监控对象（各个设备）的硬件和软件状态等。中心处理服务器控制询问发射站向管制空域内的目标航空器发送指定频率的询问信号，目标航空器的机载应答机收到询问信号后发出应答信号，此外目标航空器自动地从相关机载设备获取参数并向地面接收站广播ADS-B（Automatic Dependent Surveillance - Broadcast，广播式自动相关监视）报告，该ADS-B报告包括目标航空器的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制员对飞机状态进行监控。各地面接收站基于全球定位***实现各站之间的时间同步，各地面接收站接收机载应答机反馈的应答信号和ADS-B报告，对应答信号进行解析并确定出信号接收时间，反馈给中心处理服务器。中心处理服务器基于各地面接收站接收应答信号的时间差，对目标航空器进行的精确测量定位，并输出针对该目标航空器的目标报文，目标报文包括广域多点定位***对指定目标进行定位获得的定位相关信息。此外，中心处理服务器还会输出针对广域多点定位***的工作状态报文和针对目标航空器的ADS-B报告报文，该工作状态报文包括表征广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，以对广域多点定位***的状态进行监控，该ADS-B报告报文包括基于ADS-B报告获得的目标航空器的GPS定位数据。广域多点定位***和监控子***之间可通过简单网络管理协议（SNMP）进行通信。
其中，中心处理服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式***，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
当然，本申请实施例提供的方法并不限用于图1所示的应用场景中，还可以用于其它可能的应用场景，本申请实施例并不进行限制。对于图1所示的应用场景的各个设备所能实现的功能将在后续的方法实施例中一并进行描述，在此先不过多赘述。
为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。
下面结合图1所示的应用场景，对本申请实施例提供的技术方案进行说明。
参考图2，本申请实施例提供一种广域多点定位***数据质量监控方法，包括以下步骤：
S201、获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文。
其中，工作状态报文包括表征广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，目标报文包括广域多点定位***对指定目标进行定位获得的定位相关信息，ADS-B报告报文包括指定目标的GPS定位数据。指定目标可以是附近空域内的任一航空器。
具体实施时，广域多点定位***可基于ASTERIX协议生成各类报文，例如，针对该目标飞机的目标报文为ASTERIX CAT20 报文，工作状态报文为ASTERIX CAT19报文，针对指定目标的ADS-B报告报文为ASTERIX CAT21报文。ASTERIX（All purpose Structured Euro-control Radar Information exchange format）基于欧洲航空安全组织为雷达数据传输和交换定义的一种结构化协议，该协议定义了监视数据编码的框架结构，具有格式统一、易于扩展等优点，可支持不同监视设备之间按照约定的格式进行信息交换。目前，ASTERIX协议已经成为了国际标准，涵盖了一次场监雷达、二次雷达、多点定位***等监视设备，以及空管自动化、场监融汇***、数据中心等相关设备。ASTERIX CAT20 报文和ASTERIX CAT19报文中包含的内容可参考ASTERIX协议的规定，一般 ASTERIX CAT20报文应至少包含以下数据项：目标报告描述、目标定位位置、识别码（3/A模式代码）、测量高度、日时间、航迹号、航迹状态、航空器地址码（Target Address）、位置精度（Position Accuracy）、***定位误差等；ASTERIX CAT19报文应至少包含以下数据项：报文类型、数据源标识、日时间、***状态等。ASTERIX CAT21报文至少包含以下数据：日时间、航空器地址码、GPS定位数据，其中，GPS定位数据包括GPS位置、GPS定位精度和GPS定位误差等。
S202、基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常。
具体地，工作状态报文包括但不限于：整个***的工作状态、中心处理服务器工作状态、地面接收站工作状态、询问发射站工作状态等。衡量各个设备工作状态的关键指标包括以下至少一项：***工作状态指标、中心处理服务器工作状态指标、地面接收站工作状态指标、询问发射站工作状态指标。
S203、基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常。
具体地，针对指定目标的目标报文包括但不限于：目标定位位置、识别码、航空器地址码、位置精度、参与定位的地面接收站的站点标识等。衡量***定位准确度的关键指标包括以下至少一项：定位精度、目标报文更新率、目标报文识别率、***处理延时、目标报文中的指定数据是否发生跳变等，基于这些关键指标可衡量广域多点定位***的定位准确度。
S204、基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。
具体实施时，可通过比对ADS-B报告报文中的GPS定位数据和目标报文中的定位数据，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。基于此，步骤S204具体包括：从ADS-B报告报文中获取GPS位置、GPS定位精度和GPS定位误差，从目标报文中获取目标定位位置、位置精度和***定位误差；判断GPS位置和目标定位位置之间的差值是否超过定位差阈值，判断GPS定位精度和位置精度之间的差值是否超过精度差阈值，判断GPS定位误差和***定位误差之间的差值是否超过定位误差阈值；基于获得的判断结果，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。
在一种可能的实施方式中，衡量***输出的定位数据合理性的关键指标可以是一个指标，记为定位数据合理性指标。 具体地，若上述三个指标（定位位置、定位精度和定位误差）中至少N个指标超过对应的阈值，则确定广域多点定位***输出的定位数据不正常，即确定定位数据合理性指标不正常，否则确定定位数据合理性指标正常。其中N的取值可以是1、2或3，具体取值可根据实际需求确定。例如，当N=3时，若GPS位置和目标定位位置之间的差值超过定位差阈值，且GPS定位精度和位置精度之间的差值超过精度差阈值，且GPS定位误差和***定位误差之间的差值超过定位误差阈值，则确定广域多点定位***输出的定位数据不正常，否则确定广域多点定位***输出的定位数据正常；当N=1时，若GPS位置和目标定位位置之间的差值超过定位差阈值，或者GPS定位精度和位置精度之间的差值超过精度差阈值，或者GPS定位误差和***定位误差之间的差值超过定位误差阈值，则确定广域多点定位***输出的定位数据不正常，否则确定广域多点定位***输出的定位数据正常。
在另一种可能的实施方式中，衡量***输出的定位数据合理性的关键指标可以是多个指标，例如：定位位置合理性指标、定位精度合理性指标和定位误差合理性指标。若GPS位置和目标定位位置之间的差值超过定位差阈值，则确定定位位置合理性指标不正常，否则确定定位位置合理性指标正常；若GPS定位精度和位置精度之间的差值超过精度差阈值，则确定定位精度合理性指标不正常，否则确定定位精度合理性指标正常；若GPS定位误差和***定位误差之间的差值超过定位误差阈值，则确定定位误差合理性指标不正常，否则确定定位误差合理性指标正常。
S205、基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定广域多点定位***对应的数据质量分值。
具体地，可基于如下公式确定广域多点定位***对应的数据质量分值
Figure 256891DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure 237486DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 341708DEST_PATH_IMAGE009
为第n项关键指标对应的权重，当第n项关键指标正常时，
Figure 701145DEST_PATH_IMAGE010
，当第n项关键指标异常时，
Figure 91675DEST_PATH_IMAGE011
。其中，各项关键指标对应的权重可根据实际应用需求设定，此处不作限定。数据质量分值
Figure 169353DEST_PATH_IMAGE012
越高，广域多点定位***的异常情况越多，表明广域多点定位***给出的数据质量越差。
当然，基于上述公式，也可以对
Figure 201900DEST_PATH_IMAGE013
作出如下定义：当第n项关键指标正常时，
Figure 681422DEST_PATH_IMAGE014
，当第n项关键指标异常时，
Figure 242854DEST_PATH_IMAGE015
，此时数据质量分值
Figure 807827DEST_PATH_IMAGE016
越高，广域多点定位***的异常情况越少，表明广域多点定位***给出的数据质量越好。
S206、若数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
如果采用
Figure 253852DEST_PATH_IMAGE017
确定数据质量分值
Figure 715445DEST_PATH_IMAGE018
，且第n项关键指标正常时
Figure 323144DEST_PATH_IMAGE019
，第n项关键指标异常时
Figure 234468DEST_PATH_IMAGE020
，则告警条件可以是数据质量分值
Figure 77659DEST_PATH_IMAGE018
大于预设阈值。如果采用
Figure 797353DEST_PATH_IMAGE021
确定数据质量分值
Figure 575954DEST_PATH_IMAGE022
，且第n项关键指标正常时
Figure 240153DEST_PATH_IMAGE023
，第n项关键指标异常时
Figure 762401DEST_PATH_IMAGE024
，则告警条件可以是数据质量分值
Figure 195657DEST_PATH_IMAGE025
大于预设阈值。其中，预设阈值可基于实际应用需求设定，此处不作限定。
具体实施时，输出的告警提示信息可包括异常的关键指标，以协助技术维护人员准确定位到广域多点定位***内发生异常的设备以及异常产生的原因。
本申请实施例的广域多点定位***数据质量监控方法，对广域多点定位***输出的报文中的关键数据项进行实时分析，以对广域多点定位***输出数据的质量进行监控和评估，提升了广域多点定位监视数据在空管自动化***的利用效率和运行稳定性，并协助技术维护人员及时发现广域多点定位***内发生的异常情况，为推动广域多点定位监视数据广泛应用提供了一种可行、有效的监测方式，在空管单位或地方塔台具有一定的应用价值。
下面介绍确定衡量***定位准确度的各关键指标是否正常的具体方法。
参考图3，可通过如下方法确定定位精度是否正常：
S301、根据目标报文中的站点标识，获取参与定位的地面接收站的位置信息。
其中，每个地面接收站对应唯一的站点标识。每一次定位时，全部或部分地面接收站参与定位计算，中心处理服务器会记录在参与定位的地面接收站的站点标识，并添加到对应的目标报文中。完成针对一个目标的一次定位后，中心处理服务器就会输出一个对应的目标报文。
可预先存储各地面接收站的站点标识和位置信息，即可根据目标报文中的站点标识，获取获取参与定位的地面接收站的位置信息。
S302、根据参与定位的地面接收站的位置信息和指定目标的目标定位位置，确定广域多点定位***对指定目标进行定位的定位精度。
其中，目标定位位置是广域多点定位***基于参与定位的地面接收站的应答信号计算出的指定目标的实时位置坐标。定位精度用于衡量广域多点定位***给出的目标定位位置的精准度。
具体实施时，步骤S302具体包括：根据参与定位的地面接收站的位置信息和指定目标的目标定位位置，确定几何精度因子GDOP；根据几何精度因子GDOP和伪距测量噪声，确定广域多点定位***对指定目标进行定位的定位精度。
其中，伪距测量噪声是根据广域多点定位***的***参数确定的，具体地，伪距测量噪声一般由地面接收站的硬件性能和广域多点定位***的同步精准程度等因素决定。GDOP由各个参与定位的地面接收站相对指定目标的目标定位位置的拓扑结构决定，计算GDOP的方法为现有技术，不再赘述。具体地，可通过如下公式确定定位精度
Figure 410737DEST_PATH_IMAGE026
，其中C表示光速，
Figure 296654DEST_PATH_IMAGE027
表示伪距测量噪声。
S303、若定位精度和位置精度不一致，则确定广域多点定位***定位精度异常。
若通过步骤S302计算得到的定位精度和目标报文中的位置精度不一致，则确定广域多点定位***定位精度异常；若通过步骤S302计算得到的定位精度和目标报文中的位置精度一致，则确定广域多点定位***定位精度正常。
在对指定目标进行定位的过程中，广域多点定位***间隔很短时间就会确定出指定目标的实时位置，保证定位实时性和准确性。为此，通过目标报文更新率这一指标来衡量是否对指定目标进行了实时定位，这一指标也是衡量***数据质量的关键指标。
具体地，可通过如下方法确定目标报文更新率是否正常：根据单位时长内广域多点定位***输出的目标报文的数量，确定目标报文更新率，若目标报文更新率小于更新率阈值，则确定目标报文更新率异常，否则确定目标报文更新率正常。其中，更新率阈值可根据广域多点定位***设定的两次定位的间隔时间确定。
广域多点定位***发送的目标报文中包括表征能够识别到指定目标的识别信息，例如ASTERIX CAT20 报文中的Target Identification和Mode-3/A Code in OctalRepresentation即为识别信息，如果目标报文中包含识别信息，则表明该目标报文具有识别能力，即可以***成功定位到指定目标，否则表明***无法定位到指定目标。
基于此，可根据单位时长内广域多点定位***输出的包含识别信息的目标报文的数量，确定目标报文识别率，若目标报文识别率小于识别率阈值，则确定目标报文识别率异常，否则确定目标报文识别率正常。其中，识别率阈值可根据实际应用需求设定。通过目标报文识别率，衡量广域多点定位***识别指定目标的能力。
广域多点定位***进行每一次定位时，广域多点定位***都需要耗费一定时间进行处理，如果处理时间较长，则可能是***的硬件或软件发生问题。为此，可计算每一次定位时***耗费的时间，即***处理延时，***处理延时越小，则定位精准度越高、***性能越好，若***处理延时过大，表明***发生异常，且定位精准度会受影响。
基于此，可根据指定目标的应答信号达到各地面接收站的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，获得***处理延时，该***处理延时可表示广域多点定位***进行定位所耗费的时间；若***处理延时大于延时阈值，则确定***处理延时异常，否则确定***处理延时正常。其中，目标报文的输出时刻即中心处理服务器输出目标报文的时刻，延时阈值可根据***正常进行一次定位所需的时间，并结合实际应用需求设定。通过***处理延时，衡量广域多点定位***处理数据的能力。
具体实施时，可分别计算各个参与定位的地面接收站接收到应答信号的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，对各个地面接收站对应的时间差求平均值，将该平均值作为***处理延时。或者，可以将第一个接收到应答信号的地面接收站接收到应答信号的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，作为***处理延时，即从各个地面接收站对应的时间差中选出最大时间差，将该最大时间差作为***处理延时。
实际应用中，可监控目标报文中的一个或多个指定数据是否发生跳变，例如，指定数据可以是目标定位位置，也可以是识别号。
其中，识别号可以是为各目标分配的航班标识等，飞机的航空器地址码是固定不变的，基于目标报文的航空器地址码来确定目标报文所对应的飞机，而识别号会根据飞机的航班号进行变动，因此不排除出现识别号错误的情况。
当指定数据为识别号时，可检测针对指定目标的目标报文中的识别号是否发生变化，若发生变化，则确定识别号异常。
当指定数据为目标定位位置时，可根据已获得的指定目标的目标定位位置，预测指定目标未来的运动轨迹，基于预测的运动轨迹判断后续接收到的目标报文中的目标定位位置是否发生跳变，若发生跳变，则确定目标定位位置异常。即根据指定目标的历史目标定位位置，预测指定目标未来的运动轨迹，如果广域多点定位***后续给出的目标定位位置与预测的运动轨迹之间的误差大于误差阈值，则表明目标定位位置偏离了预测的运动轨迹。
具体实施时，可结合指定目标的历史位置、航迹等，判断指定目标未来的运动状态，具体可参考CN104035066B公开的内容，进而获得预测的运动轨迹。
如图4所示，基于与上述广域多点定位***数据质量监控方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种广域多点定位***数据质量监控装置40，包括：
报文获取模块401，用于获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文；其中，所述工作状态报文包括表征所述广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，所述目标报文包括所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位获得的定位相关信息，所述ADS-B报告报文包括所述指定目标的GPS定位数据；
工作状态解析模块402，用于基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常；
第一监视数据分析模块403，用于基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常；
第二监视数据分析模块404，用于基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常；
数据质量分析模块405，用于基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值；
告警模块406，用于若所述数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
可选地，所述GPS定位数据包括：GPS位置、GPS定位精度和GPS定位误差，所述目标报文包括：所述广域多点定位***确定出的所述指定目标的目标定位位置、位置精度和***定位误差。基于此，所述第二监视数据分析模块404具体用于：判断所述GPS位置和所述目标定位位置之间的差值是否超过定位差阈值，判断所述GPS定位精度和所述位置精度之间的差值是否超过精度差阈值，判断所述GPS定位误差和所述***定位误差之间的差值是否超过定位误差阈值；基于获得的判断结果，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。
可选地，所述目标报文包括所述指定目标的目标定位位置和位置精度、参与定位的地面接收站的站点标识，衡量***定位准确度的关键指标包括定位精度；所述监视数据分析模块403具体用于：根据目标报文中的站点标识，获取参与定位的地面接收站的位置信息；根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度；若所述定位精度和所述位置精度不一致，则确定所述广域多点定位***定位精度异常。
可选地，所述监视数据分析模块403具体用于：根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定几何精度因子GDOP；根据所述几何精度因子GDOP和伪距测量噪声，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度，其中，伪距测量噪声是根据广域多点定位***的***参数确定的。
可选地，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率、目标报文识别率和***处理延时中的至少一种。
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率时，所述监视数据分析模块具体403用于：根据单位时长内广域多点定位***输出的目标报文的数量，确定目标报文更新率，若目标报文更新率小于更新率阈值，则确定目标报文更新率异常，否则确定目标报文更新率正常。
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文识别率时，所述监视数据分析模块403具体用于：根据单位时长内广域多点定位***输出的包含识别信息的目标报文的数量，确定目标报文识别率，若目标报文识别率小于识别率阈值，则确定目标报文识别率异常，否则确定目标报文识别率正常，其中，识别信息表征能够识别到指定目标。
当衡量***定位准确度的关键指标包括***处理延时时，所述监视数据分析模块403具体用于：根据所述指定目标的应答信号达到各地面接收站的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，获得***处理延时，若***处理延时大于延时阈值，则确定***处理延时异常，否则确定***处理延时正常。
可选地，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文中的指定数据是否发生跳变，其中指定数据包括目标定位位置和识别号中的至少一项，识别号是为各目标分配的航班标识。
当指定数据包括目标定位位置时，所述监视数据分析模块403具体用于：根据已获得的指定目标的目标定位位置，预测指定目标未来的运动轨迹，基于预测的运动轨迹判断后续接收到的目标报文中的目标定位位置是否发生跳变，若发生跳变，则确定目标定位位置异常。
当指定数据包括识别号时，所述监视数据分析模块403具体用于：检测针对指定目标的目标报文中的识别号是否发生变化，若发生变化，则确定识别号异常。
可选地，数据质量分析模块405，具体用于基于如下公式确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值
Figure 622593DEST_PATH_IMAGE028
：
Figure 51300DEST_PATH_IMAGE029
其中，
Figure 296337DEST_PATH_IMAGE030
为第n项关键指标对应的权重，当第n项关键指标正常时，
Figure 810495DEST_PATH_IMAGE031
，当第n项关键指标异常时，
Figure 64759DEST_PATH_IMAGE032
；
基于此，告警模块406中的告警条件包括：数据质量分值
Figure 82393DEST_PATH_IMAGE001
大于预设阈值。
可选地，所述工作状态报文为ASTERIX CAT19报文，所述目标报文为ASTERIXCAT20 报文。
本申请实施例提的广域多点定位***数据质量监控装置与上述广域多点定位***数据质量监控方法采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。
基于与上述广域多点定位***数据质量监控方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式***，还可以是云服务器，也可以是图1中的监控子***等。如图5所示，该电子设备50可以包括处理器501和存储器502。
处理器501可以是通用处理器，例如中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例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。
存储器502作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器（Random Access Memory，RAM）、静态随机访问存储器（Static Random Access Memory，SRAM）、可编程只读存储器（Programmable Read Only Memory，PROM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、带电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器502还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于：移动存储设备、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁性存储器（例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘（MO）等）、光学存储器（例如CD、DVD、BD、HVD等）、以及半导体存储器（例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器（NAND FLASH）、固态硬盘（SSD））等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本申请上述集成的单元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：移动存储设备、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁性存储器（例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘（MO）等）、光学存储器（例如CD、DVD、BD、HVD等）、以及半导体存储器（例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器（NAND FLASH）、固态硬盘（SSD））等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种广域多点定位***数据质量监控方法，其特征在于，包括：
获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文；其中，所述工作状态报文包括表征所述广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，所述目标报文包括所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位获得的定位相关信息，所述ADS-B报告报文包括所述指定目标的GPS定位数据；
基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常；
基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常；
基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常；
基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值；
若所述数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPS定位数据包括：GPS位置、GPS定位精度和GPS定位误差，所述目标报文包括：所述广域多点定位***确定出的所述指定目标的目标定位位置、位置精度和***定位误差，所述基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常，包括：
判断所述GPS位置和所述目标定位位置之间的差值是否超过定位差阈值，判断所述GPS定位精度和所述位置精度之间的差值是否超过精度差阈值，判断所述GPS定位误差和所述***定位误差之间的差值是否超过定位误差阈值；
基于获得的判断结果，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标报文包括所述指定目标的目标定位位置和位置精度、参与定位的地面接收站的站点标识，衡量***定位准确度的关键指标包括定位精度；
所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据目标报文中的站点标识，获取参与定位的地面接收站的位置信息；
根据参与定位的地面接收站的位置信息和所述指定目标的目标定位位置，确定所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位的定位精度；
若所述定位精度和所述位置精度不一致，则确定所述广域多点定位***定位精度异常。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率、目标报文识别率和***处理延时中的至少一种；
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文更新率时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：根据单位时长内广域多点定位***输出的目标报文的数量，确定目标报文更新率，若目标报文更新率小于更新率阈值，则确定目标报文更新率异常，否则确定目标报文更新率正常；
当衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文识别率时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：根据单位时长内广域多点定位***输出的包含识别信息的目标报文的数量，确定目标报文识别率，若目标报文识别率小于识别率阈值，则确定目标报文识别率异常，否则确定目标报文识别率正常，其中，识别信息表征能够识别到指定目标；
当衡量***定位准确度的关键指标包括***处理延时时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据所述指定目标的应答信号达到各地面接收站的时刻和目标报文的输出时刻之间的时间差，获得***处理延时，若***处理延时大于延时阈值，则确定***处理延时异常，否则确定***处理延时正常。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，衡量***定位准确度的关键指标包括目标报文中的指定数据是否发生跳变，其中指定数据包括目标定位位置和识别号中的至少一项，识别号是为各目标分配的航班标识；
当指定数据包括目标定位位置时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
根据已获得的指定目标的目标定位位置，预测指定目标未来的运动轨迹，基于预测的运动轨迹判断后续接收到的目标报文中的目标定位位置是否发生跳变，若发生跳变，则确定目标定位位置异常；
当指定数据包括识别号时，所述基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的各项关键指标是否正常，包括：
检测针对指定目标的目标报文中的识别号是否发生变化，若发生变化，则确定识别号异常。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值，包括：
基于如下公式确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值
Figure 281951DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 941603DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 759386DEST_PATH_IMAGE003
为第n项关键指标对应的权重，当第n项关键指标正常时，
Figure 289725DEST_PATH_IMAGE004
，当第n项关键指标异常时，
Figure 308496DEST_PATH_IMAGE005
；
所述告警条件包括：数据质量分值
Figure 314498DEST_PATH_IMAGE006
大于预设阈值。
7.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述工作状态报文为ASTERIXCAT19报文，所述目标报文为ASTERIX CAT20报文，所述ADS-B报告报文为ASTERIX CAT21报文。
8.一种广域多点定位***数据质量监控装置，其特征在于，包括：
报文获取模块，用于获取广域多点定位***输出的工作状态报文、针对指定目标的目标报文和针对指定目标的ADS-B报告报文；其中，所述工作状态报文包括表征所述广域多点定位***中各个设备的工作状态是否异常的工作状态信息，所述目标报文包括所述广域多点定位***对所述指定目标进行定位获得的定位相关信息，所述ADS-B报告报文包括所述指定目标的GPS定位数据；
工作状态解析模块，用于基于获取到的工作状态报文，确定衡量各个设备工作状态的关键指标是否正常；
第一监视数据分析模块，用于基于获取到的目标报文，确定衡量***定位准确度的关键指标是否正常；
第二监视数据分析模块，用于基于获取到的ADS-B报告报文和目标报文，确定衡量***输出的定位数据合理性的关键指标是否正常；
数据质量分析模块，用于基于各项关键指标是否正常的判断结果和各项关键指标分别对应的权重，确定所述广域多点定位***对应的数据质量分值；
告警模块，用于若所述数据质量分值满足告警条件，则输出表示数据质量异常的告警提示信息。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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