本发明涉及测量测试，具体涉及一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法。
背景技术：
1、用户等效距离误差(user equivalent range error,uere)，由导航卫星轨道、钟差、大气传播、用户观测等引起的卫星至用户距离观测量的误差综合，是评价导航卫星下行信号服务性能的重要参数，也是监测导航卫星下行信号完好性的重要指标。
2、卫星导航系统是在卫星位置和时间精确已知的基础上，通过测量卫星信号至用户机天线传播时间(乘以光速等效为距离)来确定用户位置。为测定用户三维位置和用户的钟差，至少需要观测4颗卫星。位置几何精度因子(position dilution ofprecision，pdop)是表征卫星与用户相对位置关系几何强度的参数，用户定位精度可以简单表示为uere*pdop。导航星座的卫星数量和轨道设计决定了星座pdop值性能。uere的来源包括了空间段、控制段和用户段的多种误差来源：①卫星时钟误差；②卫星轨道误差；③卫星硬件偏差；④电离层误差；⑤对流层误差；⑥多路径效应误差；⑦接收机硬件偏差等。较小的uere值表示更高的定位精度。在实际应用中，uere可以用来评估定位精度、分析误差、制定定位要求和监测卫星性能状态及完好性。
3、随着全球导航卫星定位系统(global navigation satellite system,gnss)系统及应用的发展，可供选择卫星导航系统的增多，但2016年gps授时异常事件、2014年glonass注入星历错误、galileo 2019年持续约117小时中断服务时间等完好性事件发生后，无论gnss供应商还是用户均越来越重视gnss系统的运行状态的监视及告警能力。而用户等效距离误差是监测导航卫星下行信号完好性的重要指标。现有导航卫星uere监测技术存在以下问题：基于站钟严格同步的监测站计算得到用户等效距离误差，各个监测站uere结果相互独立，而独立单站只能监测到该站天顶可视范围的卫星，尤其对仅有区域地面监测站的导航系统而言，无法同时监测全星座所有卫星uere，同时会因单站自身接收设备或周边环境导致数据质量下降或数据异常，造成监测误警或漏警。这对于地面监测站(站钟时间严格同步)数量有限、全球分布不均，甚至只有区域监测站的gnss供应商来说，该问题尤为突出。
4、目前实际可用于uere监测的全球跟踪站数据资源比较丰富，但存在站钟时间不同步(即测站接收机真实钟差未知)、观测数据质量良莠不齐等问题，如何在充分利用全球跟踪站数据资源的同时，提高导航卫星uere全球监测结果的准确性和连续性成为急需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明是为了解决uere全球监测结果的准确性和连续性，提供一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，降低uere监测对跟踪站时钟同步的要求与依赖，扩大uere监测的选站范围，提高uere监测选站冗余度和均匀性，实现北斗等导航卫星uere的全球连续监测；同时，提供的多站uere综合方法，极大降低因单个测站自身设备或周边环境等因素导致的监测误警或漏警情形，提高北斗等导航卫星uere全球连续监测结果的准确性和可靠性。
2、本发明提供一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，包括以下步骤：
3、s1、读取跟踪站观测数据得到某历元时刻跟踪站终端r测量卫星s导航信号频点j的伪距观观测值为
4、s2、读取广播星历计算信号发射时刻的卫星地固系坐标并进行地球自转改正，根据卫星坐标和跟踪站终端r已知坐标计算得到卫星到测站的真实几何距离；
5、根据接收机已知坐标、导航电文、大气改正模型得到卫星钟差计算值、对流层延迟误差计算值、电离层延迟误差计算值、相对论效应改正计算值、卫星端码硬件延迟计算值；
6、根据卫星到测站的真实几何距离、卫星钟差计算值、对流层延迟误差计算值、电离层延迟误差计算值、相对论效应改正计算值、卫星端码硬件延迟计算值得到伪距计算值
7、s3、将伪距观观测值与伪距计算值作差得到伪距观测值减计算值
8、返回步骤s1，循环计算同一历元时刻所有卫星的伪距观测值减计算值计算完成后储存全部伪距观测值减计算值进入步骤s4；
9、s4、对历元时刻跟踪站终端为r的n颗卫星值进行从小到大排序，s＝1，2，…，n，根据排序结果得到伪距观测值减计算值序列：
10、omc1≤omc2≤…≤omcn-1≤omcn；
11、s5、根据伪距观测值减计算值序列计算omc中位数mdn(omc)；
12、s6、将历元时刻各颗卫星的减去历元时刻omc序列的中位数mdn(omc)得到每颗卫星的uere；
13、返回步骤s1，遍历所有跟踪站终端r，得到历元时刻所有跟踪站观测卫星的
14、s7、使用最小值多站综合法得到多站综合后uere监测结果
15、
16、其中，min()为取最小值函数，||为取绝对值，m为观测到卫星s的跟踪站终端总数量；
17、一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法完成。
18、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s1中，
19、
20、其中，为星地几何距离，dtr为接收机钟差，dts为卫星钟差，为对流层延迟误差，μj为频点j的电离层延迟影响系数，为电离层延迟误差，drela为相对论效应改正，dr,j为接收机端码硬件延迟，为卫星端码硬件延迟，为多路径误差。
21、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，
22、
23、其中，f1为电离层延迟误差的默认频点。
24、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s1和s2中，读取跟踪站观测数据和导航星历后，根据从观测数据中读取的卫星prn号，在导航星历中进行伪随机噪声码(prn)匹配和时间匹配，匹配成功后进行所述卫星坐标、卫星钟差和星站几何距离等参数的计算，若匹配不成功，则继续读取星历进行匹配，直至星历数据结束。
25、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s2中，
26、
27、其中，为星地几何距离计算值，为卫星钟差计算值，为对流层延迟误差计算值，为电离层延迟误差计算值，为相对论效应改正计算值，为卫星端码硬件延迟计算值。
28、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s3中，
29、
30、其中，为综合残余误差，包括导航电文参数误差、大气延迟改正残余误差、测量噪声和多路径误差。
31、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s4中，首先判断卫星数是否大于等于2颗，如果是，进行的排序，如果否，则返回步骤s1。
32、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s5中，
33、
34、本发明所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，作为优选方式，步骤s6中，
35、
36、其中，为综合残余误差，包括导航电文参数残余误差、大气延迟改正残余误差、测量噪声残余误差和多路径残余误差。
37、本技术公开了一种基于多站非同步观测数据的导航卫星用户等效距离误差(uere)监测方法。该方法包括首先读取站钟未同步的全球跟踪站观测数据获得观测历元时间、卫星数目、卫星号以及对应的伪距观测量等信息；然后读取广播星历计算信号发射时刻的卫星地固系坐标并考虑地球自转改正，固定测站已知坐标，计算卫星到测站的真实几何距离，同时根据导航电文、大气改正等模型计算卫星钟差、对流层延迟、电离层延迟、卫星tgd、相对论效应等误差项改正值，根据几何距离和各项误差改正值计算得到伪距计算值；将伪距观测值与伪距计算值作差，得到伪距观测值减计算值omc；然后基于“中位数站钟消除法”将同历元各颗卫星的omc减去该历元omc中位数得到各颗卫星的单站uere；最后，基于“最小值多站综合法”计算待监测卫星在同历元所有测站中的uere绝对值最小值，将其对应值作为该星该历元最终uere监测结果。
38、本发明具有以下优点：
39、(1)现有技术如专利“cn114814891a一种卫星导航系统的完好性监测方法”中涉及到的uere的监测计算是基于北斗卫星导航系统地面监测站，测站时钟严格同步(即接收机钟差为0或精确已知)，且系统监测站为区域布站，因此还需联合使用星间链路等手段实现全球连续监测；而本发明方法可适用于站钟不同步(即接收机钟差真值未知)的全球跟踪站，无需借助其他监测手段，便可实现导航卫星uere的全球连续监测。
40、(2)本发明基于站钟不同步的全球跟踪站数据，采用中位数法消除站钟，降低了uere监测对跟踪站时钟同步的要求，扩展了uere监测选站条件，提高了全球监测的选站范围、冗余度和均匀性，从而能够实现uere全球连续监测；
41、(3)本发明采用最小值法多站uere综合方法，极大减少因单站自身设备、周边环境、局部空间环境或模型异常以及低高度角等情形等导致的监测误警或漏警情况，从而能够提高uere全球连续监测结果的准确性和可靠性。
1.一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s1和s2中，读取跟踪站观测数据和导航星历后，根据从观测数据中读取的卫星prn号，在导航星历中进行卫星prn号匹配和时间匹配，匹配成功后进行卫星坐标、卫星钟差和星站几何距离的计算，若匹配不成功，则继续读取星历进行匹配，直至星历数据结束。
5.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s2中，
6.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s3中，
7.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s4中，首先判断卫星数是否大于等于2颗，如果是，进行的排序，如果否，则无法求解。
8.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s5中，
9.根据权利要求1所述的一种基于多站非同步观测数据的导航卫星uere监测方法，其特征在于：步骤s6中，
