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CN110927665B - 一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法及系统 - Google Patents

一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法及系统 Download PDF

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CN110927665B CN201911091313.1A CN201911091313A CN110927665B CN 110927665 B CN110927665 B CN 110927665B CN 201911091313 A CN201911091313 A CN 201911091313A CN 110927665 B CN110927665 B CN 110927665B
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Abstract

本发明涉及一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，包括：根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据；根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算验证点的坐标；将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。无需外业测量，可大范围、多场景对千寻云迹虚拟参考站定位进行精度验证；不需要去实地做静态测量、且时间可控，成本较低，省时省力省钱，为高精度地图采集、制作及为无人驾驶定位提供精度依据，增加安全系数。

Description

一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法及系统
技术领域
本发明涉及电子地图数据领域，具体涉及一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法及系统。
背景技术
在高精度地图数据采集过程中，为了提高POS(Position and OrientationSystem，定位定姿系统)解算精度，一般是通过后解算导入基准站数据来做位姿信息解算。而基准站数据来源有两种：遗失自己架设基站，这种方式受限于基站作用距离(20km)及基站数量，效率低下成本很高；第二种是与千寻位置公司合作，利用他们提供的千寻云迹服务，进行无基站定位解算。但由于千寻云迹是不开放其参考站数据给用户的，因此用户是无法验证其定位精度。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法及系统，解决现有技术中用户是无法验证千寻云迹虚拟参考站的定位精度的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，包括：
步骤1，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；
步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内所述验证点的千寻虚拟基站数据；
步骤3，根据选择的所述定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算所述验证点的坐标；
步骤4，将解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到所述千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证系统，定位验证方式选择模块，用于根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；
数据获取模块，用于根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据；
验证点坐标解算模块，用于根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算所述验证点的坐标；
验证结果输出模块，用于将解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
本发明的有益效果是：根据陆态网数据或者IGS数据解算虚拟参考站的坐标，无需外业测量，可大范围、多场景对千寻云迹虚拟参考站定位进行精度验证；不需要去实地做静态测量、且时间可控，时间上两月即可完成验证；成本较低，省时省力省钱，大幅降低成本增加效率，为高精度地图采集、制作及为无人驾驶定位提供精度依据，增加安全系数。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤2还包括：用数据格式转换软件将千寻虚拟基站数据转换为rinex格式的星历数据。
进一步，所述步骤1中选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证时，所述步骤3中根据所述陆态网数据解算验证点的坐标。
进一步，所述步骤3包括：
将千寻虚拟基站数据转换成的所述星历数据与所述陆态网数据联合解算验证点的坐标，解算公式可以为：
Figure BDA0002266930500000031
(X1，Y1，Z1)为计算得到的千寻虚拟站坐标，(X1'，Y1'，Z1')为陆态网基站坐标；(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正量；t为实时时间历元；t0为基准时间历元。
进一步，所述步骤1中选择虚拟参考站定位验证方式为绝对定位验证时，所述步骤3中根据IGS数据解算验证点的坐标。进一步，所述步骤3包括：将千寻虚拟基站数据转换成的所述星历数据输入事后精密星历解算，得到验证点的解算坐标，解算公式为：
Figure BDA0002266930500000032
其中，(x，y，z)为绝对定位验证解算得到的验证点坐标，(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)和(x4，y4，z4)分别为四个卫星跟踪站的观测数据，经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息，c为光速常数，d1、d2、d3和d4分别为四次精密星历数据的基线参数，t1、t2、t3和t4分别为四次精密星历数据的时间，t0为基准时间，Δt1、Δt2、Δt3和Δt4分别为四次精密星历数据的时间与基准时间的时间差。
进一步，所述步骤4包括：
计算解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标的残差，对所述残差进行概率统计，输出精度验证报告。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据精度的要求以及虚拟参考站的位置附近是否有陆态网选择虚拟参考站定位验证方式；通过与陆态网联测以及精密单点定位技术，获取控制点的精密坐标，与千寻云迹的控制坐标相比，从而获取海量的精度信息，来验证千寻云迹虚拟参考站的在全国范围内定位精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的寻云迹虚拟参考站定位精度的两种验证方式的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证系统的结构框图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、定位验证方式选择模块，102、数据获取模块，103、验证点坐标解算模块，104、验证结果输出模块，201、处理器，202、通信接口，203、存储器，204、通信总线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
陆态网是以卫星导航定位系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)观测为主，辅以甚长基线干涉测量(VLBI)人卫激光测距(SLR)等空间技术，并结合精密重力和水准测量等多种技术手段，建成了由260个连续观测和2000个不定期观测站点构成的、覆盖中国大陆的高精度、高时空分辨率和自主研发数据处理系统的观测网络。IGS(International GNSS Service)提供高精度的卫星星历和钟差数据，IGS星历产品对全球数据中心的数据经计算分析处理后，生成卫星轨道参数、地球自转参数和测站位置解等产品。
如图1所示为本发明实施例提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的流程图，由图1可知，该方法包括：
步骤1，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证。
步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据。
步骤3，根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算验证点的坐标。
步骤4，将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
本发明提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，根据陆态网数据或者IGS数据解算虚拟参考站的坐标，无需外业测量，可大范围、多场景对千寻云迹虚拟参考站定位进行精度验证；不需要去实地做静态测量、且时间可控，时间上两月即可完成验证；成本较低，省时省力省钱，大幅降低成本增加效率，为高精度地图采集、制作及为无人驾驶定位提供精度依据，增加安全系数。
具体的，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证时，相对定位验证方式依赖附近的陆态网基准站，虚拟基准站的验证点只能布设在陆态网周边，选验证点的范围小，无陆态网的区域不能进行验证，解算虚拟参考站的坐标时采用千寻虚拟基站数据与陆态网数据进行联合解算，可以实时求取千寻虚拟参考站坐标，达到毫米级精度。绝对定位验证方式不依赖基准站，可以任意选取位置，选择验证点范围大，部分无陆态网的区域也能进行验证，解算虚拟参考站的坐标时采用千寻虚拟基站数据与事后精密星历一起作解算，不能实时求取坐标，达到厘米级精度。因此可以根据精度的要求以及虚拟参考站的位置附近是否有陆态网选择虚拟参考站定位验证方式。如图2所示为本发明提供的寻云迹虚拟参考站定位精度的两种验证方式的流程图。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供过的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的第一实施例，本实施例中虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证，具体的，本实施例包括：
步骤1，根据需要选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证。
步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据。
本发明实施例中，可以在全国高速路网上设置验证点位置，一个千寻虚拟参考站可覆盖约60km范围，全国16万公里单向高速，大约需2500个验证点，相对定位可以取全国260个陆态网周边约500点。
观测时间要达到40min以上，用NTRIP Client(Network Transport of RTCM dataover IP Client)软件获取验证点的千寻虚拟基站数据。
进一步的，步骤2还包括：用数据格式转换软件将千寻虚拟基站数据转换为rinex格式的星历数据。
具体可以用Rtkconv软件进行数据格式的转换，Rtkconv是一款非常好用的RINEX转换器，该软件专门为rtklib中的数据所设计，用户可通过它对RTCM/BINEX格式进行转换，进而得到想要的RINEX格式数据文件。将ntrip(Networked Transport of RTCM viaInternet Protocol，通过互联网进行RTCM网络传输的协议)格式的原始观测数据转换为rinex(Receiver Independent Exchange Format，与接收机无关的交换格式)通用格式的星历数据。
根据观测时间开始接收数据，判断观测数据是否达到设置要求，是，执行步骤3，否，重新设置观测位置接收数据。
步骤3，将千寻虚拟基站数据转换成的星历数据与陆态网数据联合解算验证点的坐标。具体的，解算公式可以为：
Figure BDA0002266930500000071
(X1，Y1，Z1)为计算得到的千寻虚拟站坐标，(X1'，Y1'，Z1')为陆态网基站坐标；(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正量；t为实时时间历元；t0为基准时间历元。
步骤4，将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
具体包括：计算解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标的残差，对残差进行概率统计，输出精度验证报告。
本发明提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的实施例中，通过与陆态网联测以及精密单点定位技术，获取控制点的精密坐标，与千寻云迹的控制坐标相比，从而获取海量的精度信息，来验证千寻云迹虚拟参考站的在全国范围内定位精度。
实施例2
本发明提供的实施例2为本发明提供过的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的第二实施例，本实施例中虚拟参考站定位验证方式为绝对定位验证，具体的，本实施例包括：
步骤1，根据需要选择虚拟参考站定位验证方式为绝对定位验证。
步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据。
本发明实施例中，可以在全国高速路网上设置验证点位置，一个千寻虚拟参考站可覆盖约60km范围，全国16万公里单向高速，大约需2500个验证点，绝对定位可以取取全国高速路网上约2000点。
观测时间要达到2h以上，用NTRIPClient(Network Transport of RTCM dataover IP Client)软件获取验证点的千寻虚拟基站数据。
进一步的，步骤2还包括：用数据格式转换软件将千寻虚拟基站数据转换为rinex格式的星历数据。
根据观测时间开始接收数据，判断观测数据是否达到设置要求，是，执行步骤3，否，重新设置观测位置接收数据。
步骤3，将千寻虚拟基站数据转换成的星历数据输入事后精密星历解算，得到验证点的解算坐标。具体的，解算公式可以为：
Figure BDA0002266930500000081
其中，(x，y，z)为绝对定位验证解算得到的验证点坐标，(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)和(x4，y4，z4)分别为四个卫星跟踪站的观测数据，经事后处理算得的供卫星精密定位等使用的卫星轨道信息，c为光速常数，d1、d2、d3和d4分别为四次精密星历数据的基线参数，t1、t2、t3和t4分别为四次精密星历数据的时间，t0为基准时间，Δt1、Δt2、Δt3和Δt4分别为四次精密星历数据的时间与基准时间的时间差。
步骤4，将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
具体包括：计算解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标的残差，对残差进行概率统计，输出精度验证报告。
实施例3
本发明提供的实施例3为本发明提供的一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证系统的实施例，如图3所示，该系统包括：定位验证方式选择模块101、数据获取模块102、验证点坐标解算模块103和验证结果输出模块104。
定位验证方式选择模块101，用于根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证。
数据获取模块102，用于根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据。
验证点坐标解算模块103，用于根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算验证点的坐标。
验证结果输出模块104，用于将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
需要说明的是，本发明实施例提供的系统，具体执行上述各实施例中的方法，具体详见上述各方法实施例，本发明实施例对此不再进行赘述。
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器201、通信接口202、存储器203和通信总线204，其中，处理器201，通信接口202，存储器203通过通信总线204完成相互间的通信。处理器201可以调用存储在存储器203上并可在处理器201上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，例如包括：步骤1，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据；步骤3，根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算验证点的坐标；步骤4，将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，例如包括：步骤1，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据；步骤3，根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算验证点的坐标；步骤4，将解算得到的坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法，其特征在于，包括：
步骤1，根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；
步骤2，根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内所述验证点的千寻虚拟基站数据；
步骤3，根据选择的所述定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算所述验证点的坐标；
步骤4，将解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到所述千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2还包括：用数据格式转换软件将千寻虚拟基站数据转换为rinex格式的星历数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1中选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证时，所述步骤3中根据所述陆态网数据解算验证点的坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：
将千寻虚拟基站数据转换成的所述星历数据与所述陆态网数据联合解算验证点的坐标，解算公式为：
Figure FDA0003157621340000011
(X1，Y1，Z1)为计算得到的千寻虚拟站坐标，(X1'，Y1'，Z1')为陆态网基站坐标；(ΔX，ΔY，ΔZ)为坐标改正量；t为实时时间历元；t0为基准时间历元。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1中选择虚拟参考站定位验证方式为绝对定位验证时，所述步骤3中根据IGS数据解算验证点的坐标。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：
计算解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标的残差，对所述残差进行概率统计，输出精度验证报告。
7.一种千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证系统，其特征在于，包括：
定位验证方式选择模块，用于根据虚拟参考站的位置和验证精度的要求选择虚拟参考站定位验证方式为相对定位验证或者绝对定位验证；
数据获取模块，用于根据虚拟参考站的位置设置验证点位置和观测时间，获取观测时间内验证点的千寻虚拟基站数据；
验证点坐标解算模块，用于根据选择的定位验证方式确定根据陆态网数据或者IGS数据解算所述验证点的坐标；
验证结果输出模块，用于将解算得到的所述坐标与千寻云迹虚拟参考站给定坐标进行比较，得到千寻云迹虚拟参考站的定位精度验证结果。
8.一种电子设备，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程序时实现如权利要求1至6任一项所述千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述千寻云迹虚拟参考站定位精度的验证方法的步骤。
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