[發(fā)明專(zhuān)利]導(dǎo)航和完整性監(jiān)控

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480054589.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105659109B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N.C.戴維斯;T.A.埃文斯;R.E.鮑登
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 秦內(nèi)蒂克有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/42
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/42;G01S19/20
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐紅燕;陳嵐

描述了用于針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)加權(quán)的方法和裝置。該方法包括(i)從至少一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收安全和公開(kāi)服務(wù)信號(hào)，(ii)針對(duì)所接收的信號(hào)確定偽距，以及(iii)將統(tǒng)計(jì)學(xué)加權(quán)關(guān)聯(lián)到每個(gè)偽距，所述加權(quán)包括所述信號(hào)是否是公開(kāi)信號(hào)或安全信號(hào)的考慮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及針對(duì)完整性并且特別地而不是排他性地針對(duì)在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的接收器自主完整性監(jiān)控（RAIM）的裝置、方法、信號(hào)和用于計(jì)算機(jī)的程序，并且涉及并入相同內(nèi)容的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

諸如全球定位系統(tǒng)（GPS）、伽利略、格洛納斯（GLONASS）、指南針（COMPASS）等的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）使用衛(wèi)星星座來(lái)提供接收器的位置。優(yōu)選地，GNSS服務(wù)提供高可用性、準(zhǔn)確的、穩(wěn)健的定位、導(dǎo)航和定時(shí)（PNT）。

GNSS服務(wù)通常提供對(duì)商業(yè)導(dǎo)航設(shè)備容易地可用的商業(yè)的“公開(kāi)”服務(wù)以及意圖由專(zhuān)門(mén)用戶(hù)、尤其是由政府用戶(hù)和軍事力量使用的安全系統(tǒng)。在GPS中，該安全系統(tǒng)被稱(chēng)作PPS（精確定位服務(wù)），并且在伽利略中，其被稱(chēng)為PRS（公共規(guī)范服務(wù)）。由這些服務(wù)提供的信號(hào)被加密并且更難于中斷、阻礙和仿制（或“假冒”）。

常規(guī)的高性能GNSS接收器通常包括被稱(chēng)作接收器自主完整性監(jiān)控（RAIM）的功能，以確定針對(duì)給定的時(shí)間周期（例如，針對(duì)飛行器的著陸階段）可以被放置在導(dǎo)航解算中的完整性。雖然RAIM可應(yīng)用于許多不同的應(yīng)用，但是其在安全關(guān)鍵性和空運(yùn)安全關(guān)鍵性應(yīng)用中的使用是尤其恰當(dāng)?shù)摹?/p>

如對(duì)技術(shù)人員將熟悉的是，RAIM指的是多種已知技術(shù)。一個(gè)這樣的技術(shù)包括一致性檢查，其中將采用所檢測(cè)的衛(wèi)星信號(hào)的子集獲得的所有位置解與彼此進(jìn)行比較。在實(shí)際的實(shí)施例中，如果該檢查指示位置是不一致的，那么接收器可以被布置以向用戶(hù)提供警報(bào)。

在進(jìn)一步的示例中，RAIM技術(shù)可以替換地或附加地提供故障檢測(cè)和排除（FDE）。為了找到接收器的位置，接收器首先針對(duì)所接收的看起來(lái)源自衛(wèi)星的每個(gè)信號(hào)計(jì)算“偽距”。基于信號(hào)的飛行時(shí)間（即，在發(fā)送信號(hào)的時(shí)間（其從信號(hào)內(nèi)容是顯然的）和根據(jù)接收器的時(shí)鐘接收信號(hào)的時(shí)間之間的差）計(jì)算偽距。比較來(lái)自每個(gè)信號(hào)的結(jié)果，并且可以從偽距的集合中排除形成異常值的距離測(cè)量。這樣的技術(shù)可以檢測(cè)可能的有故障的（或欺騙性的）衛(wèi)星或信號(hào)，并且進(jìn)一步起作用以將其從考慮中排除，以允許導(dǎo)航服務(wù)繼續(xù)。因此，RAIM給出了最終導(dǎo)航結(jié)果是正確的增加的置信度。

對(duì)RAIM來(lái)說(shuō)可用性可能是限制性因素，其相比針對(duì)基礎(chǔ)導(dǎo)航服務(wù)要求更多的衛(wèi)星對(duì)接收器可見(jiàn)。為了獲得3D位置解，需要至少4個(gè)測(cè)量，但是故障檢測(cè)要求至少5個(gè)測(cè)量，并且故障隔離和排除要求至少6個(gè)測(cè)量（并且在實(shí)踐中，期望更多的測(cè)量）。因此，雖然RAIM最初被設(shè)想為在單個(gè)星座內(nèi)使用，但是RAIM已經(jīng)被延伸成使用公開(kāi)服務(wù)多星座信號(hào)。

發(fā)明目標(biāo)

本發(fā)明尋求以提供用于完整性監(jiān)控、尤其是針對(duì)在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的接收器自主完整性監(jiān)控（RAIM）的經(jīng)改進(jìn)的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于針對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)加權(quán)的方法，該方法包括(i)從至少一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收安全和公開(kāi)服務(wù)信號(hào)，(ii)針對(duì)所接收的信號(hào)確定偽距，以及(iii)將統(tǒng)計(jì)學(xué)加權(quán)關(guān)聯(lián)到每個(gè)偽距，所述加權(quán)包括所述信號(hào)是否是公開(kāi)信號(hào)或是安全信號(hào)的考慮。

由于其允許使用安全和公開(kāi)信號(hào)兩者來(lái)執(zhí)行完整性建模（尤其是接收器自主完整性監(jiān)控（RAIM）功能），這是有優(yōu)勢(shì)的，然而在過(guò)去給定的系統(tǒng)使用這些服務(wù)中的僅一個(gè)。特別地，在接收器訪(fǎng)問(wèn)安全信號(hào)的情況下，這些是被贊許的，因?yàn)檫@些更不易于仿制和阻礙（并且在過(guò)去是更準(zhǔn)確的）。