[發明專利]一種用于衛星導航系統的接收機自主完好性監測方法

有效

• 申請號: 201010139557.5
• 申請日: 2010-04-01
• 公開（公告）號: CN101806903A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 張曉林;陳燦輝;霍航宇
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種用于衛星導航系統的接收機自主完好性監測方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟：

步驟一：參數配置；

根據組合星座衛星系統個數配置預估的最大故障衛星數fault_num，配置在一次接收機 自主完好性監測RAIM操作中容許重復搜索的最大次數repeat；

步驟二：故障的初始判斷；

根據定位結果得到的觀測衛星的定位誤差大小獲取檢驗統計量，并據此判斷該觀測衛星 組合是否存在故障衛星，如果判斷結果表明不存在故障衛星，則不進行后面的步驟，所用星 座為無故障星座；否則，繼續進行其后的步驟以排除故障并獲取最終的無故障星座；

采用傳統的最小二乘殘差法或奇偶空間法來進行故障檢測，設由這兩種方法之一所獲得 的故障檢驗統計量為SSE，則可根據虛警概率P_FA確定檢查門限T，具體方式為：

Pr(SSE/σ02<T2)=∫0T2fx2(n-m)(x)dx=1-PFA]]>

其中，表示統計量小于門限值T²的概率；σ₀為偽距測量誤差的 標準偏差，σ₀為經驗值，當選擇可用性SA關閉時，對精密定位服務，σ₀取為1.4m，對標 準定位服務，σ₀取為6m，而當SA打開且不采用其他輔助方式時，σ₀取為25m；為自由度為n-m的χ²分布的概率密度函數；T為門限值；P_FA為虛警概率，參照國際民間航 空組織的有關規定選??；n為所用衛星組合中觀測衛星個數，n為正整數且應當滿足n≥m+1； m＝3+sys，sys表示組合星座衛星系統個數，在單系統中sys＝1、在雙系統中sys＝2、在三 系統中sys＝3、在四系統中sys＝4；

如果表明所用衛星組合存在故障衛星，否則，表示所用衛星組合無故障；

步驟三：編碼；

采用二進制串編碼方案來表示RAIM中的衛星組合方案；將每顆衛星設為一個基因，所 有觀測衛星按順序進行編排，最低位表示第1號衛星，第n位表示第n號衛星；對于由n個觀 測衛星組成的RAIM問題中的衛星組合方案，其二進制串編碼長度為n；

RAIM問題中的一種衛星組合方案的二進制編碼串簡稱為一個解或一個個體；

步驟四：初始化；

初始化就是根據編碼方案對個體進行初始賦值，這里，采用隨機的方式產生一個長為n的 二進制串，且二進制串中1基因的個數能夠滿足故障檢測的需要；

步驟三中所述的基因是衛星選入與否的標識，是一個二進制變量；1基因，采用數字1表 示，表明在最終結果中該衛星被選入；0基因，采用數字0表示，表明該衛星未被選入；

步驟五：個體檢測；

采用與步驟二中所述同樣的方法對由初始化所產生的個體進行故障檢測；

步驟六：無故障個體的檢查；

根據步驟五的故障檢測結果，檢查由步驟四的初始化所形成的個體是否為無故障個體； 如果是無故障個體，則進行步驟七；否則，轉步驟四重新進行相應操作，直至產生無故障個 體，然后轉步驟七；

步驟七：優化搜索；

通過對無故障個體的優化搜索來進一步獲取含有最多無故障衛星的個體；

步驟八：終止條件判斷，獲取最終的無故障星座；

首先，將優化搜索所獲得的個體作為RAIM的初步結果；

然后，統計該個體中1基因的個數，設為n_1，如果n-n_1≤fault_num，則將該個體作 為最終的結果，并將之譯碼為排故后的無故障星座；否則，如果n-n_1＞fault_num，則從步 驟四開始重新執行操作，并統計重復執行的次數times，直至n-n_1≤fault_num或 times＞repeat，并將優化搜索所獲得的個體作為RAIM的最終結果，并將之譯碼形成最終的 無故障星座；這里，譯碼是編碼的逆過程，譯碼是將所有1基因對應的衛星作為無故障衛星 組合來使用，而0基因對應的衛星排除不用；

至此，完成接收機自主完好性監測。