一种应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法

技术领域

本发明属于网络应用软件时钟控制技术领域，具体涉及一种应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法。

背景技术

移动终端是如今人们生活中不可或缺的工具，智能手机中的全球导航卫星系统模块已经极大地改善了现代人类生活。导航或定位精度一直是制约其进一步应用于人类生产生活并发挥巨大作用的关键问题，对于应用于网络应用软件的导航定位也是如此。由于一直以来应用于网络应用软件的中的导航定位模块都封装于操作系统之中，研究人员只能获取定位最终结果来进行应用层面的开发，因此相对于传统测地型接收机，移动终端原始观测值的分析与定位算法研究都比较缺乏。传统的钟差估计通过最小二乘或卡尔曼滤波给出最终的钟差结果，适用于对更新频率以及可靠性要求不高的普通用户，无法满足高等级性能用户的要求，例如视频社区app、外卖订餐app等需要准确定位的软件，对时钟精度有较高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过多个测站簇同时处理，将多个GPS钟差进行融合，以减少由解算策略、估计软件差役等导致的误差的应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法，包括如下步骤：

(1)采集观测数据，对数据进行预处理，删除不合格的原始数据，构造观测模型，解算得到对应的钟差；

(2)遍历钟差，计算任意两个对应钟差的偏差；

(3)将钟差参考基准标准化，判断所有钟差是否可用，当钟差存在异常或不存在时，删除该钟差；否则该钟差为可用，计算可用钟差的数量，如果数量为1，则复制并输出该钟差值作为钟差综合估计值；否则，对所有钟差值进行加权平均获取估计值和标准偏差值。

所述的构造观测模型，包括如下步骤：

(1.1)采集接收机与卫星之间的距离

(1.2)采集接收机钟差ρg

(1.3)采集对流层延迟G

(1.4)采集无电离层组合载波波长

(1.5)采集伪距噪声

(1.6)载波相位观测量

其中c为光速。

所述解算得到对应的钟差，包括如下步骤：

(1.7)采集测站簇时间基准偏差B

(1.8)采集初始钟差偏差

(1.9)采集钟差真值B

(1.10)解算得到对应的钟差：

所述的计算任意两个对应钟差的偏差，包括如下步骤：

(2.1)采集两个不同测站簇的时间基准偏差的差值ΔB

(2.2)采集两个不同测站簇的初始钟差偏差的差值

(2.3)计算在某一历元下两个不同测站簇得到的同一卫星钟差的偏差：

(2.4)构建a×h的设计矩阵N：

a为钟差值之差的个数，1

(2.5)构建a×a的带先验权对角矩阵：

ρ

(2.6)采集a×1的两卫星钟差值之差的向量K：

(2.7)计算不同测站簇卫星钟差偏差：

所述的获取估计值和标准偏差值，包括：

(3.1)构建噪声残差矩阵：

(3.2)计算钟差偏差估计的均方根：

(3.3)计算修正偏差后的卫星钟差：

(3.4)计算钟差综合估计值：

(3.5)计算钟差综合估计值的标准偏差：

本发明的有益效果在于：

本发明考虑了全球观测站的测站簇，以确保卫星的全弧段可观性，通过多测站簇并行处理，提升钟差估计效率，提升钟差估计的精度同时又保证了解算效率，冗余钟差配置提升了钟差的可靠性。本发明融合误差处理、钟差估计、钟差综合等方式，采用观测模型并行估计钟差；利用最小二乘法估算获取钟差系统性偏差，将偏差应用到所有手机钟差，标准统一后可以获取更稳定、更高精度的钟差综合值。相比于传统方法，本发明不局限于某个单一系统，适用于多个系统卫星钟差的估算，综合考虑应用于网络应用软件的钟差估计的解算效率以及可靠性。

附图说明

图1是本发明应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法步骤示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步说明。

一种应用于网络应用软件的时钟钟差估计方法，包括如下步骤：

(1)采集观测数据，对数据进行预处理，删除不合格的原始数据，构造观测模型，解算得到对应的钟差；所述的构造观测模型，包括如下步骤：

(1.1)采集接收机与卫星之间的距离

(1.2)采集接收机钟差ρg

(1.3)采集对流层延迟G

(1.4)采集无电离层组合载波波长

(1.5)采集伪距噪声

(1.6)载波相位观测量

其中c为光速。

所述解算得到对应的钟差，包括如下步骤：

(1.7)采集测站簇时间基准偏差B

(1.8)采集初始钟差偏差

(1.9)采集钟差真值B

(1.10)解算得到对应的钟差：

(2)遍历钟差，计算任意两个对应钟差的偏差，包括如下步骤：

(2.1)采集两个不同测站簇的时间基准偏差的差值ΔB

(2.2)采集两个不同测站簇的初始钟差偏差的差值

(2.3)计算在某一历元下两个不同测站簇得到的同一卫星钟差的偏差：

(2.4)构建a×h的设计矩阵N：

a为钟差值之差的个数，1

(2.5)构建a×a的带先验权对角矩阵：

ρ

(2.6)采集a×1的两卫星钟差值之差的向量K：

(2.7)计算不同测站簇卫星钟差偏差：

(3)将钟差参考基准标准化，判断所有钟差是否可用，当钟差存在异常或不存在时，删除该钟差；否则该钟差为可用，计算可用钟差的数量，如果数量为1，则复制并输出该钟差值作为钟差综合估计值；否则，对所有钟差值进行加权平均获取估计值和标准偏差值。

所述的获取估计值和标准偏差值，包括：

(3.1)构建噪声残差矩阵：

(3.2)计算钟差偏差估计的均方根：

(3.3)计算修正偏差后的卫星钟差：

(3.4)计算钟差综合估计值：

(3.5)计算钟差综合估计值的标准偏差：

此外需要指出的是，若仅有一个测站簇估计的钟差是可用的，则不进行综合解算，直接输出钟差值作为最后的综合值；若某一测站簇估计的钟差存在异常或不存在钟差值，在钟差解算时需要舍弃该测站簇估计的钟差。

本发明提出了在以智能手机为代表的智能终端设备上进行时钟钟差估计方法，用于解决应用于网络应用软件的定位精度不高的问题。总体技术解决方案包括以下几个关键点：1.通过构造观测模型对原始伪距观测值进行平滑，从而显著降低伪距噪声；2.优化了非组合观测值模型，计算不同测站簇卫星钟差偏差；3)采用均方根计算获取估计值和标准偏差值从而实现对误差的高精度改正；综上，本发明的方法具有如下有益效果：能显著降低网络应用软件的原始伪距观测量的测量噪声；能够显著提高计算精度；能够实现对误差的高精度改正；能够更为有效地区分不同量测站的测量精度对估计解算的贡献，最终可以显著提高移动终端的定位性能，实现例如普通手机的亚米级定位精度，且收敛速度较快，在智能互联时代，有广阔的应用前景，对于物联网、自动驾驶和智慧城市等核心技术领域，提供更低成本的位置服务。