一种北斗卫星授时完好性监测的方法和装置与流程

本申请涉及电子信息科学与卫星导航应用领域，尤其涉及一种北斗卫星授时完好性监测的方法和装置。

背景技术：

1、卫星导航可提供高精度的星基导航信号，可完成地面和近地设备人员的位置和时间感知，在通信系统基站、电网电力站点等领域中有着广泛应用，可为站点提供高精度定时。全球导航卫星系统(global navigation satellite system，gnss)作为一种全天候、全覆盖和高精度的定位授时手段，目前已经在电力、通信、交通等国民经济关键领域广泛应用。

2、单北斗授时是指在多个卫星导航系统存在的场景下，用且仅用北斗卫星导航系统信号进行授时。完好性监测是指接收机对收到的卫星信号故障的监测和排除，包括卫星部分、空间传输链路部分和接收机天线部分。

3、由于北斗导航信号落地电平较弱容易受到干扰和欺骗，且易受接收天线环境多径的影响。一般基于gnss授时的完好性监测方式是采用传统定位接收机的基于伪距一致性监测的接收机自主完整性监测(receiver autonomous integrity monitoring，raim)方法，在条件具备时将gnss定时信号与高稳原子钟做时钟驯服(clock steering)以校正本地时钟，实现高完好性授时，但是该方式的代价较高限制了其普及应用。

技术实现思路

1、本申请提出一种北斗卫星授时完好性监测的方法和装置，通过对基站北斗授时的原始观测量多维度完好性检测，提高了单北斗基站授时的完好性监测效果。

2、第一方面，本申请实施例提供一种北斗卫星授时完好性监测的方法，包括以下步骤：

3、接收北斗卫星导航信号和授时信号；

4、根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距残差是否超过预设的第一阈值；

5、根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距时间序列标准差是否超过预设的第二阈值；

6、根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的载噪比时间序列标准差是否超过预设的第三阈值；

7、根据所述北斗卫星授时信号检测所述北斗卫星的授时钟漂稳定度是否超过预设的第四阈值。

8、第二方面，本申请实施例还提供了一种用于实现本申请所述北斗卫星授时完好性监测方法的装置，包括：伪距一致性检测模块、伪距时间序列检测模块、载噪比时间序列检测模块和授时钟漂检测模块，

9、所述伪距一致性检测模块，用于根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距残差是否超过预设的第一阈值；

10、所述伪距时间序列检测模块，用于根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距时间序列标准差是否超过预设的第二阈值；

11、所述载噪比时间序列检测模块，用于根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的载噪比时间序列标准差是否超过预设的第三阈值；

12、所述授时钟漂检测模块，用于根据所述北斗卫星授时信号检测所述北斗卫星的授时钟漂稳定度是否超过预设的第四阈值。

13、第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请提供的任一实施例所述的方法。

14、第四方面，本申请实施例还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运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请提供的任一实施例所述的方法

15、本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请通过分析北斗卫星导航信号和授时信号，对伪距残差、距时间序列标准差、载噪比时间序列标准差和授时钟漂稳定度进行了多维度完好性检测判断，提高了单北斗基站授时的完好性监测效果，提高了卫星通信系统的健壮性。

技术特征：

1.一种北斗卫星授时完好性监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距残差是否超过预设的第一阈值，包括：选取至少4颗北斗卫星，分别计算接收机到所述北斗卫星的伪距残差，若一个或多个所述卫星的伪距残差大于预设的第一阈值，则对应的一个或多个北斗卫星一致性检测失败。

3.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距时间序列标准差是否超过预设的第二阈值，包括：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个伪距残差，计算标准差和标准差的期望值，如果标准差比标准差的期望值大30％以上，则所述北斗卫星伪距时间序列检测失败。

4.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的载噪比时间序列标准差是否超过预设的第三阈值，包括：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个载噪比，计算标准差，如果标准差大于3db·hz，则所述北斗卫星载噪比时间序列检测失败。

5.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述北斗卫星授时信号检测所述北斗卫星的授时钟漂稳定度是否超过预设的第四阈值，包括：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个钟漂输出值，计算钟漂稳定度，若所述钟漂稳定度大于接收机参考时钟百秒稳指标的3倍以上，则所述北斗卫星授时钟漂检测失败。

6.一种北斗卫星授时完好性监测的装置，用于实现权利要求1～5任一项所述方法，其特征在于，包括：伪距一致性检测模块、伪距时间序列检测模块、载噪比时间序列检测模块和授时钟漂检测模块，

7.根据权利要求6所述的装置，所述伪距一致性检测模块，还用于：选取至少4颗北斗卫星，分别计算接收机到所述北斗卫星的伪距残差，若一个或多个所述卫星的伪距残差大于预设的第一阈值，则对应的一个或多个北斗卫星一致性检测失败。

8.根据权利要求6所述的装置，所述伪距时间序列检测模块，还用于：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个伪距残差，计算标准差和标准差的期望值，如果标准差比标准差的期望值大30％以上，则所述北斗卫星伪距时间序列检测失败。

9.根据权利要求6所述的装置，所述载噪比时间序列检测模块，还用于：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个载噪比，计算标准差，如果标准差大于3db·hz，则所述北斗卫星载噪比时间序列检测失败。

10.根据权利要求6所述的装置，所述授时钟漂检测模块，还用于：统计预设时间段内所述北斗卫星的多个钟漂输出值，计算钟漂稳定度，若所述钟漂稳定度大于接收机参考时钟百秒稳指标的3倍以上，则所述北斗卫星授时钟漂检测失败。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

12.一种电子设备，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如权利要求1-5中任一所述的方法。

技术总结本申请公开了一种北斗卫星授时完好性监测方法，包括：接收北斗卫星导航信号和授时信号；根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距残差是否超过预设的第一阈值；根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的伪距时间序列标准差是否超过预设的第二阈值；根据所述北斗卫星导航信号检测所述北斗卫星的载噪比时间序列标准差是否超过预设的第三阈值；根据所述北斗卫星授时信号检测所述北斗卫星的授时钟漂稳定度是否超过预设的第四阈值。还公开了一种装置。通过对伪距残差、距时间序列标准差、载噪比时间序列标准差和授时钟漂稳定度进行了多维度完好性检测判断，提高了单北斗基站授时的完好性监测效果，提高了卫星通信系统的健壮性。技术研发人员：刘硕,李侠宇,辛伟,刘海蛟,马玉娟受保护的技术使用者：中国信息通信研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/9