卫星定位衍射误差改正方法、系统、电子设备及存储介质

本技术涉及卫星定位，尤其涉及一种卫星定位衍射误差改正方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、在城市峡谷中，全球卫星导航系统(gnss，global navigation satellitesystem)受遮挡环境影响，除引起多路径效应外，信号在接近建筑物边缘时发生衍射效应，引起较大的衍射误差。

2、目前，针对衍射误差处理的方法主要有基于信噪比的定权法、其他传感器辅助测量法以及随方位角变化的截止高度角法等。但在实际应用中，衍射误差量级可达分米级，通过定权的方式无法有效解决偏差较大的问题，基于其他传感器辅助测量或观测环境方位角相关的截止高度角方法需要依靠其他传感器技术，只有在特定环境下才实现较好的衍射误差处理效果，适用性差。遮挡环境引起的衍射误差与多路径效应相比，特征不同且复杂、量级更大，是动静态定位中造成粗差的主要原因，导致定位精度差和可靠性低。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种卫星定位衍射误差改正方法、系统、电子设备及存储介质，旨在减少衍射误差对卫星定位解算的影响，提高卫星定位精度和可靠性。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种卫星定位衍射误差改正方法，所述方法包括：

3、获取卫星的衍射误差信息和当前卫星运动信息，其中，所述衍射误差信息包括衍射误差序列及对应的方位角序列和高度角序列，所述当前卫星运动信息包括当前卫星高度角和当前卫星方位角；

4、根据所述方位角序列和所述高度角序列确定衍射类型，其中，所述衍射类型包括侧向衍射和纵向衍射；

5、根据所述衍射类型确定衍射误差特征模型和衍射误差估计模型；

6、将所述衍射误差信息输入所述衍射误差特征模型，得到衍射点位置信息，其中，所述衍射点位置信息包括衍射点水平距离和衍射角；

7、根据所述当前卫星运动信息和所述衍射点位置信息通过所述衍射误差估计模型进行解算,得到衍射误差估计值；

8、根据所述衍射误差估计值对卫星观测值进行改正，并根据改正后的卫星观测值进行定位解算。

9、在一些实施例中，所述获取卫星的衍射误差信息，包括以下步骤：

10、获取观测值文件和广播星历文件；

11、根据所述观测值文件和所述广播星历文件通过事后双差相对定位算法进行数据解算，得到解算数据，所述解算数据包括双差残差序列及所述双差残差序列对应的方位角序列和高度角序列；

12、对所述双差残差序列进行数据分析处理，提取所述双差残差序列中残差受衍射效应影响的序列，得到衍射误差序列；

13、根据所述衍射误差序列，确定所述衍射误差序列对应的方位角序列和高度角序列，得到衍射误差信息。

14、在一些实施例中，所述根据所述方位角序列和所述高度角序列确定衍射类型，包括以下步骤：

15、根据所述方位角序列和所述高度角序列确定发生衍射效应的方位角区间和高度角区间；

16、通过比较所述方位角区间长度与所述高度角区间长度确定衍射类型。

17、在一些实施例中，所述通过比较所述方位角区间长度与所述高度角区间长度确定衍射类型，包括以下步骤：

18、当所述方位角区间长度大于所述高度角区间长度，则确定衍射类型为侧向衍射；

19、当所述方位角区间长度小于所述高度角区间长度，则确定衍射类型为纵向衍射。

20、在一些实施例中，所述将所述衍射误差信息输入所述衍射误差特征模型，得到衍射点位置信息，包括以下步骤：

21、初始化衍射点位置初值，其中，所述衍射点位置初值包括衍射点水平距离初值和衍射角初值；

22、将所述衍射误差信息和所述衍射点位置初值输入所述衍射误差特征模型进行参数估计，得到衍射点位置改正值；

23、根据所述衍射点位置改正值对所述衍射点位置初值进行更新；

24、判断相邻两次所述衍射点位置改正值的差值是否小于预设阈值，当相邻两次所述衍射点位置改正值的差值大于或等于预设阈值，则返回所述将所述衍射误差信息和所述衍射点位置初值输入所述衍射误差特征模型进行参数估计，得到衍射点位置改正值至所述判断相邻两次所述衍射点位置改正值的差值是否小于预设阈值的步骤，当相邻两次衍射点位置改正值的差值小于预设阈值，则根据当前的衍射点位置初值得到衍射点位置信息。

25、在一些实施例中，所述根据所述当前卫星运动信息和所述衍射点位置信息通过所述衍射误差估计模型进行解算,得到衍射误差估计值，包括以下步骤：

26、根据所述当前卫星运动信息和所述衍射点位置信息，判断是否发生衍射效应事件；

27、当发生所述衍射效应事件，则将所述卫星运动信息和所述衍射点位置信息输入所述衍射误差估计模型进行几何关系解算，得到衍射误差估计值；

28、对于侧向衍射，所述衍射误差估计值的计算表达式为：

29、

30、对于纵向衍射，所述衍射误差估计值的计算表达式为：

31、

32、其中，dr表示侧向衍射的衍射误差估计值，dv表示纵向衍射的衍射误差估计值，s表示衍射点水平距离，es表示当前卫星高度角，as表示当前卫星方位角，ad表示衍射点方位角，ed表示衍射点高度角。

33、在一些实施例中，所述根据所述衍射误差估计值对卫星观测值进行改正，并根据改正后的卫星观测值进行定位解算，包括以下步骤：

34、根据所述衍射误差估计值在双差观测方程中对卫星观测值进行改正，并根据改正后的双差观测方程进行定位解算；

35、对于侧向衍射，所述改正后的双差观测方程表达式为：

36、

37、对于纵向衍射，所述改正后的双差观测方程表达式为：

38、

39、其中，为双差算子，上标i表示卫星号，下标f表示频率号，p为原始的伪距观测值，为载波相位观测值，λf为第f个频率的载波相位观测值波长，ρ表示卫星至接收机的几何距离，n为原始的载波相位整周模糊度参数，ε、ξ分别为包含多路径效应和衍射误差信息在内的伪距及载波相位观测值噪声。

40、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种卫星定位衍射误差改正系统，所述系统包括：

41、第一模块，用于获取卫星的衍射误差信息和当前卫星运动信息，其中，所述衍射误差信息包括衍射误差序列及对应的方位角序列和高度角序列，所述当前卫星运动信息包括当前卫星高度角和当前卫星方位角；

42、第二模块，用于根据所述方位角序列和所述高度角序列确定衍射类型，其中，所述衍射类型包括侧向衍射和纵向衍射；

43、第三模块，用于根据所述衍射类型确定衍射误差特征模型和衍射误差估计模型；

44、第四模块，用于将所述衍射误差信息输入所述衍射误差特征模型，得到衍射点位置信息，其中，所述衍射点位置信息包括衍射点水平距离和衍射角；

45、第五模块，用于根据所述当前卫星运动信息和所述衍射点位置信息通过所述衍射误差估计模型进行解算,得到衍射误差估计值；

46、第六模块，用于根据所述衍射误差估计值对卫星观测值进行改正，并根据改正后的卫星观测值进行定位解算。

47、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

48、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。

49、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供一种卫星定位衍射误差改正方法、系统、电子设备及存储介质,该方案通过获取卫星的衍射误差信息和当前卫星运动信息，其中，衍射误差信息包括衍射误差序列及对应的方位角序列和高度角序列；根据方位角序列和高度角序列确定衍射类型；根据衍射类型确定衍射误差特征模型和衍射误差估计模型；将衍射误差信息输入衍射误差特征模型，得到衍射点位置信息；根据当前卫星运动信息和衍射点位置信息通过衍射误差估计模型进行解算,得到衍射误差估计值；根据衍射误差估计值对卫星观测值进行改正，并根据改正后的卫星观测值进行定位解算，能够减少衍射误差对卫星定位解算的影响，提高卫星定位精度和可靠性。