[发明专利]一种基于区间计数的卫星导航系统定位性能计算方法

说明书

本发明公开了一种基于区间计数的卫星导航系统定位性能计算方法，包括采集卫星导航系统的定位误差样本，取误差序列的绝对值作为评估样本，建立一个只有正向的定位误差半坐标轴。根据设定的区间长度与定位误差上限，计算出区间个数，并按区间个数对半坐标轴进行区间划分，统计各个区间内落入的定位误差样本数量，通过依次累加区间的计数值计算出选定百分比的圆误差，圆误差指标表征系统的定位性能。本发明提供的基于区间计数的GNSS定位性能快速评估方法可在不损失评估精度的前提下，降低评估算法对设备内存的要求，并大幅提高评估效率。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，特别涉及一种基于区间计数的卫星导航系统定位性能计算方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS)以其高精度、全天候、不受气候和地域等条件限制的特点，已发展成为陆海空的通用导航工具，成为应用最广泛的导航技术。定位精度是卫星导航系统服务性能指标体系中最重要的指标之一，在卫星导航系统正式提供服务之前，需要对系统的定位性能作评估。最直接的方法是利用接收机对已知坐标点的位置进行定位解算，以已知坐标与解算坐标的差值为定位误差，然后对定位误差序列作统计分析，常用统计指标有均值、标准差(RMS)、圆误差(CEP)等，其中，圆误差的计算较为复杂，是定位性能评估中的难点与重点。

目前，计算圆误差最常用的方法是对定位误差序列取绝对值后按从小到大顺序排列，然后根据选定的百分比(通常取95％)，取出位于该百分比处的定位误差数据作为圆误差，以表征系统的定位精度。由于定位性能评估需要大量的观测数据，采用排序算法(如插入排序、交换排序)计算圆误差要耗费大量的时间与硬件内存，一般设备难以支撑，这使得定位性能的评估效率较低。

发明内容

发明目的：针对现有方法的不足，本发明提出一种基于区间计数的卫星导航系统定位性能计算方法，该方法以定位误差序列的绝对值作为评估样本，按照评估精度对样本数据进行区间划分，通过统计区间落入样本数量及累计区间计数值计算出选定百分比的圆误差。该方法可在不损失评估精度的前提下，降低评估算法的运算复杂度及对硬件内存的要求，并大幅提高评估效率。

技术方案：本发明提供了一种基于区间计数的卫星导航系统定位性能计算方法，包括以下步骤：

包括：

步骤1，采集卫星导航系统的定位误差样本，对误差序列取绝对值后得到评估样本序列；

步骤2，建立一个只有正向的的定位误差半坐标轴，根据设定的区间长度L与定位误差上限M，计算出区间个数N，并按区间个数N对定位误差半坐标轴进行区间划分；

步骤3，统计各个区间内落入的评估样本数量，通过逐个累加区间的计数值计算出选定百分比的圆误差，以圆误差作为卫星导航系统定位性能的计算结果。

步骤1包括：利用GNSS接收机对已知坐标点的位置进行定位解算，以已知坐标与定位坐标的差值作为定位误差，取定位误差的绝对值作为评估样本，最终得到评估样本序列{|NSE₁|，|NSE₂|，…，|NSE_n|}，其中|NSE_n|表示第n个评估样本，n为大于1的整数。

步骤2包括：

根据所需评估精度P设定区间长度L，两者存在关系L＝2P，计算出区间个数N＝M/L，建立一个只有正向的的定位误差半坐标轴，将定位误差半坐标轴划分成N个闭区间[x_i-1,x_i]和1个开区间(x_N,+∞)，i＝1,2,…,N，x_i-1为第i个区间的左边界，x_N为第i+1个区间的左边界；

步骤3包括：