[发明专利]一种基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法

权利要求书

1.一种基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取实时卫星钟差：

基于实时SSR信息解码恢复卫星钟差，然后基于广播星历与卫星钟差改正数恢复精密卫星钟差，作为最终的实时卫星钟差；

S2、卫星钟差数据预处理：

通过历元间差分将所述实时卫星钟差转化为频率序列，然后采用中位数法对实时卫星钟差进行粗差探测，将存在粗差的历元线性内插补齐，得到预处理后的卫星钟差；

S3、滑动窗口采样：

预设滑动窗口，基于预设的窗口，对预处理后的卫星钟差，逐历元进行滑动采样；

S4、求解幂律谱指数：

构建噪声的幂率谱模型；

通过滑动采样中相邻时间序列相关关系，建立自相关函数，得到自相关系数；

结合自相关系数联合幂率谱模型构建lag1模型，通过自相关系数和离散序列的方差判定平稳状态；当所述方差满足预设范围，则判定是平稳噪声过程，得到平稳参数；若所述方差不满足预设范围，则对时间序列相邻历元做差分处理得到差分序列，然后根据差分序列再次计算自相关系数，以此循环进行，直到所述方差满足预设范围，然后得到带有差分阶数的平稳参数；

根据平稳参数和幂律谱指数之间的关系，求解幂律谱指数；

S5、确定卫星钟噪声：

依据幂律谱指数和噪声类型之间的对应关系，获得对应的卫星钟噪声。

2.根据权利要求1所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，所述的S1具体包括：

获取广播星历和实时SSR信息，解码实时SSR信息恢复卫星钟差，然后按以下方法恢复精密卫星钟差：

；

其中，为与SSR卫星钟差改正数匹配的广播星历计算的卫星钟差；为最终的实时卫星钟差；c为光速；为基于SSR卫星钟差信息的卫星钟差改正值，其具体计算方式如下所示：

；

其中，t为历元时刻；为SSR卫星钟差改正值的参考时刻；为SSR卫星钟差改正值的多项式系数，；为附加SSR高频钟信息。

3.根据权利要求1所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，所述的S3具体采样方式为：

；

为重叠采样后的离散时间序列；为平滑后的历元标记；为平滑前的历元标记，为平滑前对应平滑窗口内的时间序列，m为平滑窗口大小，n为平滑前最原始的卫星钟差序列的长度。

4.根据权利要求1所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，所述的噪声的幂率谱模型的表达式为：

；

式中，为频率序列的单边功率谱密度，y表示频率序列，f为傅里叶频率，h为噪声强度系数，为噪声类型系数。

5.根据权利要求3所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，所述自相关函数为：

；

式中，为k阶自相关系数，N为参与自相关系数求解的离散时间序列长度，为重叠采样后的离散时间序列，为时间序列的均值，为与相距k个节点的时间序列。

6.根据权利要求5所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，取k的值为1，得到自相关系数，离散序列的方差。

7.根据权利要求6所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，当所述方差满足预设范围，所述平稳参数；当所述方差不满足预设范围，则对时间序列相邻历元做差分处理得到差分序列，然后根据差分序列再次计算自相关系数，以此循环进行，直到所述方差满足预设范围，然后得到带有差分阶数的平稳参数，其中的为就近取整函数，对应的d为差分计算的阶数。

8.根据权利要求7所述的基于滑动窗口的GNSS卫星钟实时噪声分析方法，其特征在于，当所述方差不满足预设范围，对时间序列相邻历元做差分处理得到差分序列后，对相邻差分序列采用间隔差分方式进行调整后，再计算自相关系数。