阅读说明：本技术 一种定位可信度的综合评判方法 (Comprehensive judgment method for positioning reliability ) 是由 李亚萍 杜洪伟 邓慧璇 郭现伟 于 2020-04-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及GNSS定位导航技术领域,特别是一种定位可信度的综合评判方法及系统,由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性,得到各影响因素的相关系数；按照影响因素对定位结果影响的大小,将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；结合各影响因素的相关系数和相应的区间,解算得到多个等级的定位精度；根据多个等级的定位精度,建立定位可信度模型；根据定位可信度模型获取用户的定位精度。综合了影响定位可靠性的各个因素,然后建立定位可信度模型,再由用户的各个影响因素值推出用户的定位精度,更加准确全面的得知用户的定位精度,能够更好的评价用户的定位准确性。(The invention relates to the technical field of GNSS positioning navigation, in particular to a comprehensive judgment method and a comprehensive judgment system for positioning reliability, wherein correlation coefficients of various influencing factors are obtained according to the correlation between the plurality of influencing factors of the positioning reliability and a positioning result; dividing the numerical value of each influence factor into intervals of different grades according to the influence of the influence factors on the positioning result; calculating to obtain positioning accuracy of multiple levels by combining the correlation coefficient and the corresponding interval of each influence factor; establishing a positioning reliability model according to the positioning accuracy of a plurality of levels; and obtaining the positioning precision of the user according to the positioning reliability model. All factors influencing positioning reliability are integrated, then a positioning reliability model is established, and positioning accuracy of the user is deduced according to all influence factor values of the user, so that the positioning accuracy of the user can be known more accurately and comprehensively, and the positioning accuracy of the user can be evaluated better.)

一种定位可信度的综合评判方法

技术领域

本发明涉及GNSS定位导航技术领域，特别涉及一种定位可信度的综合评判方法、系统及可读介质。

背景技术

通常终端用户得到定位结果以后，用定位误差指标来衡量定位结果的好坏。而单一的定位误差指标只是从误差方面衡量了最终结果的准确性，并不能反应定位结果的可靠性。

文献《GPS定位解的可信度研究》中给出了一种定位可信度的研究，但是其主要是从硬件以及卫星构型方面进行分析，这还远远不够评价定位可信度。

发明内容

为至少地解决该技术问题总体更可信地体现出定位可信度的综合评判方法及系统，本发明提出了一种定位可信度的综合评判方法、系统及可读介质。主要技术方案如下：

一种定位可信度的综合评判方法包括：由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；根据定位可信度模型获取用户的定位精度。

优选的，影响因素包括卫星数、snr最小值、Snr平均值、连续历元、Ratio、星座DOP值、单点伪距残差中误差、rtk双差残差中误差、单点方差、最终解方差。

优选的，按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间，该等级从小到大为第一等级、第二等级、第三等级直到第n等级，等级越大则影响因素对定位精度的影响越大；卫星数、snr最小值、Snr平均值、连续历元、Ratio的区间值随着等级的增加递增；星座DOP值、单点伪距残差中误差、rtk双差残差中误差、单点方差、最终解方差的区间值随着等级的增加递减。

优选的，结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度具体为：根据影响因素对定位结果影响的大小，赋值该影响因素不同区间对应不同的分值；由相关系数与对应各区间的分值解算得到多个等级的分值；计算每个等级的分值所在的区间内的多个定位精度；在可信度在95％的情况下，计算每个等级的定位精度。

优选的，根据定位可信度模型获取用户的定位精度，具体为：根据用户影响因素的数值计算得到用户所在的等级；结合用户所在的等级及定位可信度模型，获取用户的定位精度。

优选的，由相关系数与对应各区间的分值解算得到多个等级的分值具体为：累加每一个影响因素的不同等级时的分值；将该分值划分为不同等级的多个区间。

优选的，计算每个等级的分值所在的区间内的多个定位精度，此时待测的定位结果是已知的确定值，定位精度是结合解算得到的定位结果与已知的定位结果得到的。

优选的，根据定位可信度模型获取用户的定位精度具体为：根据用户的影响因素的数值解算得到用户的等级数值，利用可信度模型对应获取用户的定位精度。

一种定位可信度的综合评判系统包括：相关系数获取模块，用于由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；划分模块，用于按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；解算模块，用于结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；模型建立模块，用于根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；定位精度获取模块，用于根据定位可信度模型获取用户的定位精度。

可读介质，具有可被处理器执行的程序，所述程序被执行时实现所述方法的步骤。

与现有技术相比，本发明公开了一种定位可信度的综合评判方法包括：由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；根据定位可信度模型获取用户的定位精度。本方法综合了影响定位可靠性的各个因素，然后建立定位可信度模型，再由用户的各个影响因素值推出用户的定位精度，更加准确全面的得知用户的定位精度，能够更好的评价用户的定位准确性。

附图说明

为更好地理解本发明的技术方案，可参考下列的、用于对现有技术或实施例进行辅助说明的附图。这些附图将对现有技术或本发明部分实施例中，涉及到的产品或方法有选择地进行展示。这些附图的基本信息如下：

图1为一个实施例中，一种定位可信度的综合评判方法示意图；

图2为一个实施例中，一种定位可信度的综合评判系统的组成图；

具体实施方式

下文将对本发明涉及的技术手段或技术效果作进一步的展开描述，显然，所提供的实施例仅是本发明的部分实施方式，而并非全部。基于本发明中的实施例以及图文的明示或暗示，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所能获得的所有其他实施例，都将在本发明保护的范围之内。

如图1，本发明公开了一种定位可信度的综合评判方法包括：S1，由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；S2，按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；S3，结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；S4，根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；S5，根据定位可信度模型获取用户的定位精度。本方法综合了影响定位可靠性的各个因素，然后建立定位可信度模型，再由用户的各个影响因素值推出用户的定位精度，更加准确全面的得知用户的定位精度，能够更好的评价用户的定位准确性。

影响因素包括卫星数、snr最小值、Snr平均值、连续历元、Ratio、星座DOP值、单点伪距残差中误差、rtk双差残差中误差、单点方差、最终解方差。

S1，由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；

定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性指的是各个影响因素对定位结果的影响，例如，(1)在单点定位中的可视卫星数，观测到的满足要求的卫星至少为4颗，对于差分定位至少为5颗卫星。观测条件一定时，可视卫星数在某一范围时，定位可达到最佳，也就是说在一定条件下，一定范围内的可视卫星数对定位结果的影响最明显。(2)星座DOP值，在一定范围内，DOP值越大，对定位精度影响越明显，也可以说精度越差。一般在定位中，PDOP小于6是满足常规定位的，PDOP大于10是不可用的。一定条件下，DOP值越小，对定位的可靠性的影响越积极。(3)伪距残差，在得到卫星的位置以后，进行测站的位置估计，也即进行单点定位的过程，每迭代一次，将得到一组伪距残差，每颗卫星一个残差值，该值有误差特性，正负均有可能。同一次迭代，每颗卫星的残差的收敛程度不一样。最终的迭代结果，这个残差值在正负几十都有可能，如果轨道异常，甚至更大。但是参与解算的卫星的残差不会偏离太多，所以用伪距残差粗略评断一组数据的粗差情况。(4)高度角，卫星的高度角在定位中，一般采用高度角不低于10度。选择一定的高度角，能够有效减弱多路径，同时，高度角与信噪比、GDOP存在一定的关系，当然高度角选择不同，筛选的卫星数不同，在可视卫星卫星数较多的情况下，可以提高高度角的阈值，这样可以减弱多路径的影响。(5)信噪比，信噪比低于一定数值的时候，观测数据信号较弱，此时的观测数据质量变较低。在一定的范围内的信噪比，会使数据质量相对较好，在范围外会差一些，甚至不可用。信噪比和高度角有一定的联系，高度角较低的时候，信号在传播路径中损失的就多一些，信噪比相对较小。不同的接收端，在不同的环境下接收到的信噪比也不一样，例如手机端的信号与接收机端的信号的信噪比会不同。(6)伪距残差平方和，伪距残差平方和是在伪距残差的基础上进一步判断粗差，如果残差平方和过大，则单点定位时的定位结果的有效性降低。(7)双差残差平方和，在进行星间单差中，接收机钟差被消除，再进行站间作差，跟卫星有关的误差被消除，电离层延迟、对流层延迟和多路径效应等误差项在进行模型改正后，仅表示为各误差项残差对观测量的影响，在双差的过程中这些残差项减小，特别是在短基线测量中，由于基准站和流动站距离不远，相关性较大，与传播路径有关的误差项可以忽略不计。在短基线中双差残差满足一定的阈值，如果超过这个阈值则可认为数据质量较差，此外，在相同的星间多个历元组成的一个双差序列，如果双差残差发生明显的跳跃，则说明非基准星可能存在周跳。可对验后双差残差进行判断。当验后双差残差较大时，有两种可能：一是解算位置存在偏差；二是观测值存在较大粗差，总而言之就是定位可靠性降低。在一定时间内，卫星观测量的连续性，对定位有一定的影响，例如在进行滤波的时候，需要利用前一历元的状态向量，如果卫星数据连续性较差，那么这个状态向量的可靠性将会下降。连续性较差的时候，也有可能卫星失锁，载波观测量的可靠性不能得到保证，所以需要对卫星的连续性进行追踪。(8)模糊度差值，对于rtk定位在模糊度搜索前后，浮点解与固定解的差值在一定范围内波动。一般的模糊度超出该限制时则认为未能正确固定。如果得到了固定解可考虑用超出限制的比例作为可靠性评估指标之一。与前一个固定历元的双差模糊度差值，在未发生周跳或者参考星变换时该双差模糊度是不会发生变化的。而目前发现有一些模糊度发生了改变。采用其变化和未变化的个数、变化的大小及其解算的权重综合考虑，评估定位结果的可信度。(9)Ratio值，它被定义为次优整数解与最优整数解的残差二次型的比值，表征了浮点解与整数解的近似程度，一般对该检验设置一个经验阈值c(例如3)，当ratio值超过该阈值时，则认为最优模糊度为正确固定的模糊度，否则固定失败。虽然基于固定阈值的ratio-test检验应用最为广泛，但仍然存在阈值较难设置的问题，尤其是动态观测条件下，观测环境复杂、卫星几何构型差、观测数据质量较差，阈值设置不合理通常会出现“弃真”或“纳伪”等问题，通常设置动态阈值进行判断。动态阈值主要是对ratio的阈值进行调整，根据不同的tatio特征进行阈值设定，该方法能够较高概率的保留真固定部分。如果得到了固定解，可以将ratio值作为对该固定解评价的一个指标。该指标的评价是ratio值在一定范围内其可靠性较强，低于某一范围，虽然得到了固定解但仍认为其可靠性较低。(10)定位方差，一个参数的方差是该参数的一个重要精度指标。在RTD、RTK中，在滤波前需要组系数矩阵以及协方差矩阵，其中协方差矩阵的对角线元素，就是双差参数(双差观测值)对应的方差，该方差与卫星系统、基线长、高度角以及信噪比等因素有关。在组双差方程前获得协方差矩阵，矩阵对角线元素为定位结果方差。

S2，按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；

基于上述各个影响因素对定位结果的影响，现在按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间，该等级从小到大为第一等级、第二等级、第三等级直到第n等级，等级越大则影响因素对定位精度的影响越大；卫星数、snr最小值、Snr平均值、连续历元、Ratio的区间值随着等级的增加递增；星座DOP值、单点伪距残差中误差、rtk双差残差中误差、单点方差、最终解方差的区间值随着等级的增加递减。本实施例中，将每一个影响因素的数值划分为5个等级的区间。其他实施例中，也可以划分为其他等级，在此不做限制。

S3，结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；

结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度具体为：根据影响因素对定位结果影响的大小，赋值该影响因素不同区间对应不同的分值；由相关系数与对应各区间的分值解算得到多个等级的分值；计算每个等级的分值所在的区间内的多个定位精度；在可信度在95％的情况下，计算每个等级的定位精度。由相关系数与对应各区间的分值解算得到多个等级的分值具体为：累加每一个影响因素的不同等级时的分值；将该分值划分为不同等级的多个区间。计算每个等级的分值所在的区间内的多个定位精度，此时待测的定位结果是已知的确定值，定位精度是结合解算得到的定位结果与已知的定位结果得到的。

一实施例中，将以上影响因素的影响分为五个等级。如下所示。表1中，将各个影响因素分别划分为5个等级，每个等级给出对应的指标。

表1因素等级划分

表2,各因素与定位结果的相关系数以及各等级的评分

表2中给出的是各影响因素与定位结果的相关系数以及各等级的评分，各等级的评分是根据各个影响因素值在该区间时对定位结果贡献大小，评分越大，代表对定位结果的贡献或影响越大。结合表1中的数据可以分析某一因素在定位可信度中的分值权重，例如，如果卫星数在[4,12]的范围内，属于Leve.1得分就是2*0.55＝1.1分，同样计算其他的因素权重分值，最后的得分总和就是该定位结果的可信度得分。

可信度的得分情况按照从低分到高分的顺序，又可以分为五个等级；

表3可信度得分情况

如果有多个历元的定位结果的样本集，可以得到在每一个可信度得分区间的子样本，然后对这些样本进行95％的统计求解，得到的就是每一个得分区间的精度值。在大量的样本测试后。便可以得到每个得分区间的对应的可信度的精度。例如Leve.5得分为13分，其可信度在95％的情况下，其精度值为0.1m。因此三者之间建立了联系，即知道总分，知道可信度便可知道其精度。最终从用户的角度出发，也就是在总分为n分的情况下，其可信度为95％的情况下的精度为m。

S4，根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；

上述可信度得分分为5个等级，每一个等级的区间都对应一个定位精度，每一个区间内的分值又对应相应的卫星数等各个影响因素值，这样利用这些区间的分值和对应的定位精度就可以建立起定位可信度模型。

S5，根据定位可信度模型获取用户的定位精度。

根据定位可信度模型获取用户的定位精度，具体为：根据用户影响因素的数值计算得到用户所在的等级；结合用户所在的等级及定位可信度模型，获取用户的定位精度。

根据定位可信度模型获取用户的定位精度具体为：根据用户的影响因素的数值解算得到用户的等级数值，利用可信度模型对应获取用户的定位精度。

当需要获取用户的定位精度时，利用用户的卫星数等各个影响因素计算得到用户在该位置的可信度得分，再利用可信度模型，获取用户的定位精度。

如图2，本发明公开了一种定位可信度的综合评判系统包括：S10，相关系数获取模块，用于由定位可靠性的多个影响因素与定位结果的相关性，得到各影响因素的相关系数；S20，划分模块，用于按照影响因素对定位结果影响的大小，将每一个影响因素的数值划分为不同等级的区间；S30，解算模块，用于结合各影响因素的相关系数和相应的区间，解算得到多个等级的定位精度；S40，模型建立模块，用于根据多个等级的定位精度，建立定位可信度模型；S50，定位精度获取模块，用于根据定位可信度模型获取用户的定位精度。

可读介质，具有可被处理器执行的程序，所述程序被执行时实现所述方法的步骤。

本领域技术人员可以理解的是，在符合常识的情况下，上述一些步骤的描述，可被通过计算机程序的形式存储于可读介质内。

在符合本领域技术人员的知识和能力水平范围内，本文提及的各种实施例或者技术特征在不冲突的情况下，可以相互组合而作为另外一些可选实施例，这些并未被一一罗列出来的、由有限数量的技术特征组合形成的有限数量的可选实施例，仍属于本发明揭露的技术范围内，亦是本领域技术人员结合附图和上文所能理解或推断而得出的。

最后再次强调，上文所列举的实施例，为本发明较为典型的、较佳实施例，仅用于详细说明、解释本发明的技术方案，以便于读者理解，并不用以限制本发明的保护范围或者应用。

因此，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等而获得的技术方案，都应被涵盖在本发明的保护范围之内。