本技術涉及衛星導航定位，尤其涉及一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理方法及裝置。
背景技術：
1、精密單點定位（precise?point?positioning,?ppp）可以提供高精度的定位服務，但是這種方式的初始收斂時間較長，通常需幾十分鐘才能達到厘米級精度。導致精密單點定位收斂緩慢的根本原因之一在于電離層延遲的處理方式：在ppp處理過程中，電離層延遲通常作為待估參數與其他參數一同估計，其強時空變化特性使得估計過程難以快速收斂，且與模糊度之間的強相關性直接影響模糊度整數特性的恢復，進而制約了ppp的定位精度與收斂速度。
2、為了加快精密單點定位的收斂速度，目前一些相關技術可以采用精密單點定位與實時動態定位融合（precise?point?positioning?–?real-time?kinematic，ppp-rtk）的方式，通過區域參考站網絡提供電離層延遲改正信息，對用戶電離層誤差進行約束，從而可以顯著地縮短收斂時間。然而，ppp-rtk的性能高度依賴于區域參考站網絡的改正數精度與覆蓋范圍，存在對參考站密度依賴性強、在基礎設施薄弱地區難以布設足夠參考站等問題，無法實現廣域高精度服務。
3、近年來，消費級gnss設備（如智能手機、車載接收機、無人機等）廣泛部署，為構建眾包式電離層感知網絡提供了數據基礎，但眾包設備類型多樣、觀測環境復雜，導致提取的電離層延遲數據中普遍存在異常值、粗差、空間聚集性誤差等問題。現有的異常檢測方法（如殘差閾值、多項式擬合等）雖能識別明顯粗差，但面對空間聚集性異常、局部系統性偏差等復雜模式時檢測能力不足，且依賴人為設定閾值，缺乏統計顯著性檢驗機制，適應性差。
4、由此，目前缺乏一種具備統計顯著性檢驗能力、適應復雜時空結構、可自動識別異常模式的處理電離層延遲數據的方法，以提升眾包電離層數據的質量，支撐高精度、廣域的ppp-rtk服務與電離層監測應用。
技術實現思路
1、本技術提供一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理方法，用以解決上述相關技術的缺陷，所述技術方案如下：
2、第一方面，本技術提供一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理方法，包括：
3、獲取多個測站在每個時刻的電離層延遲的觀測值；
4、分別以每個測站為目標站，根據目標站的預設范圍內所有相鄰測站與目標站在同一時刻的觀測值的第一殘差檢測并剔除目標站的第一異常觀測值；
5、根據目標站在每個時刻的觀測值擬合得到時序模型，根據基于時序模型得到的每個時刻的預測值與觀測值的第二殘差檢測并剔除目標站的第二異常觀測值；
6、利用球面delaunay三角網確定目標站與目標站的一階鄰近站構成的空間鄰域，基于滑動時間窗口提取空間鄰域內每個測站的觀測值構造得到時空鄰域；
7、分別計算每個時空鄰域內所有觀測值的初始局部方差；對每個時空鄰域內所有觀測值與測站的映射關系進行預設次數的隨機重排，并計算重排局部方差；
8、基于每次隨機重排后的重排局部方差與初始局部方差的比較結果檢測并剔除目標站的第三異常觀測值；
9、輸出剔除了所有異常觀測值的電離層延遲數據。
10、在第一方面的一種可選方案中，所述獲取多個測站在每個時刻的電離層延遲的觀測值，包括：
11、對每個測站，分別獲取測站在每個時刻的精密單點定位觀測數據，基于所述精密單點定位觀測數據計算得到測站在對應時刻的斜路徑電離層延遲；
12、提取所述精密單點定位觀測數據對應的穿刺點的經緯度數據以及觀測衛星的高度角，將所述斜路徑電離層延遲轉換為對應時刻的垂直電離層延遲；
13、將所述垂直電離層延遲輸出為測站在對應時刻的電離層延遲的觀測值。
14、在第一方面的一種可選方案中，所述根據目標站的預設范圍內所有相鄰測站與目標站在同一時刻的觀測值的第一殘差檢測并剔除目標站的第一異常觀測值，包括：
15、以目標站為中心基于預設半徑確定所述預設范圍，確定落入所述預設范圍內的相鄰測站；
16、分別計算每個相鄰測站與目標站間的大地距離，基于大地距離的數值確定對應的相鄰測站的觀測值的加權插值權重，基于加權插值權重對每個相鄰測站的觀測值進行加權插值計算，得到插值結果；
17、基于插值結果和目標站的觀測值的差值的絕對值計算得到所述第一殘差；
18、若所述第一殘差與所述預設范圍內每個相鄰測站的觀測值的第一標準差的比值大于第一預設閾值，則目標站在對應時刻的觀測值為空間維度異常的第一異常觀測值；
19、剔除所有的第一異常觀測值。
20、在第一方面的一種可選方案中，所述根據基于時序模型得到的每個時刻的預測值與觀測值的第二殘差檢測并剔除目標站的第二異常觀測值，包括：
21、提取目標站在預設長度的時間窗口內每個時刻的觀測值，基于所述時序模型計算得到預設長度的時間窗口內每個時刻的預測值；
22、分別計算每個觀測值與對應時刻的預測值的差值的絕對值，得到所述第二殘差；
23、若所述第二殘差與所述預設長度的時間窗口內每個時刻的觀測值的第二標準差的比值大于第二預設閾值，則目標站在對應時刻的觀測值為時間維度異常的第二異常觀測值；
24、剔除所有的第二異常觀測值。
25、在第一方面的一種可選方案中，所述利用球面delaunay三角網確定目標站與目標站的一階鄰近站構成的空間鄰域，包括：
26、以目標站對應的穿刺點以及任兩個其他測站對應的穿刺點為頂點構建球面delaunay三角網，使球面delaunay三角網內每個球面三角形的外接球面圓內不存在球面三角形的頂點之外的穿刺點；
27、提取構建好的三角網中的每個球面三角形，根據球面三角形的頂點確定與目標站直接相連的一階鄰近站，構造得到包含目標站和一階鄰近站的空間鄰域；
28、所述基于滑動時間窗口提取空間鄰域內每個測站的觀測值構造得到時空鄰域，包括：
29、以時間軸上相鄰的三個采樣時刻構造滑動時間窗口，分別提取目標站和一階鄰近站在每個采樣時刻的觀測值，以目標站在三個采樣時刻中間的采樣時刻對應的觀測值為待檢觀測值，構造得到對應的時空鄰域。
30、在第一方面的一種可選方案中，所述基于每次隨機重排后的重排局部方差與初始局部方差的比較結果檢測并剔除目標站的第三異常觀測值，包括：
31、在每次隨機重排后，比較重排局部方差和所述初始局部方差的大小，累積重排局部方差小于或等于所述初始局部方差的總次數；
32、基于所述總次數計算顯著性檢驗量，若顯著性檢驗量大于顯著性水平，則確定當前時空鄰域的待檢觀測值為第三異常觀測值；
33、剔除所有的時空鄰域的第三異常觀測值。
34、在第一方面的一種可選方案中，所述輸出剔除了所有異常觀測值的電離層延遲數據之后，所述方法還包括：
35、基于每個測站的剔除了所有異常觀測值的電離層延遲計算得到測站對應的穿刺點處的垂直總電子含量；
36、根據用戶的實時位置選擇鄰近的每個測站的垂直總電子含量，根據用戶與鄰近的每個測站的距離對垂直總電子含量進行內插計算，得到用戶位置處的垂直總電子含量。
37、第二方面，本技術還提供一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理裝置，包括：
38、眾包數據獲取單元，用于獲取多個測站在每個時刻的電離層延遲的觀測值；
39、異常值檢測單元，用于分別以每個測站為目標站，并根據目標站的預設范圍內所有相鄰測站與目標站在同一時刻的觀測值的第一殘差檢測并剔除目標站的第一異常觀測值；
40、所述異常值檢測單元還用于根據目標站在每個時刻的觀測值擬合得到時序模型，根據基于時序模型得到的每個時刻的預測值與觀測值的第二殘差檢測并剔除目標站的第二異常觀測值；
41、所述異常值檢測單元還用于利用球面delaunay三角網確定目標站與目標站的一階鄰近站構成的空間鄰域，并基于滑動時間窗口提取空間鄰域內每個測站的觀測值構造得到時空鄰域；
42、所述異常值檢測單元還用于分別計算每個時空鄰域內所有觀測值的初始局部方差；還用于對每個時空鄰域內所有觀測值與測站的映射關系進行預設次數的隨機重排，并計算重排局部方差；
43、所述異常值檢測單元還用于基于每次隨機重排后的重排局部方差與初始局部方差的比較結果檢測并剔除目標站的第三異常觀測值；
44、眾包電離層延遲數據輸出單元，用于輸出剔除了所有異常觀測值的電離層延遲數據。
45、第三方面，本技術還提供一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現本技術第一方面或第一方面的任意一種實現方式提供的一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理方法。
46、第四方面，本技術還提供一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現本技術第一方面或第一方面的任意一種實現方式提供的一種基于時空重排檢驗的眾包電離層延遲數據處理方法。
47、本技術提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：
48、1）采用眾包獲取的方式得到電離層數據，擴大了電離層數據的來源量，降低了數據獲取的成本，降低了ppp-rtk技術對區域參考站的依賴；
49、2）采用了重排檢驗的方法，提升了眾包電離層數據的質量，支撐高精度、廣域的ppp-rtk服務與電離層監測應用。
50、1）通過眾包獲取電離層數據，有效擴大了數據來源并降低了ppp-rtk技術對區域參考站的依賴，解決了傳統方法在基礎設施薄弱地區難以布設足夠參考站的問題。
51、2）針對眾包設備類型多樣、觀測環境復雜導致的異常值、粗差及空間聚集性誤差問題，本技術創新性地采用時空重排檢驗技術，通過構建滑動時間窗口與球面delaunay三角網鄰域模型，結合殘差分析與局部方差檢驗，實現了對多類異常觀測值的自動識別與剔除。
52、3）本技術通過統計顯著性檢驗機制顯著提升了復雜時空結構下異常模式的檢測能力，數據質量改善率達30%以上。本技術輸出的高精度電離層延遲數據，可有效支撐廣域ppp-rtk服務實現厘米級定位精度，使初始收斂時間縮短50%以上，同時為電離層監測應用提供了更可靠的數據基礎，突破了傳統方法對參考站密度的強依賴性限制。