[發明專利]北斗衛星導航系統完好性監測評估方法

在審

• 申請號: 201810487125.X
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108680936A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 劉偉平;郝金明;呂志偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/33
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，包含：靜態定位數據獲取階段、動態定位數據獲取階段及完好性評估階段，其中，

靜態定位數據獲取階段，通過處于靜止狀態的車載設備獲取北斗衛星導航系統靜態數據，并計算其靜態定位誤差；

動態定位數據獲取階段，通過處于運動狀態的車載設備獲取北斗衛星導航系統動態數據，并計算其動態定位誤差；

完好性評估階段，根據定位誤差并借助預設的誤差保護級和告警限值，進行系統完好性評估，定位誤差包含計算得到的靜態定位誤差和動態定位誤差。

2.根據權利要求1所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，車載設備中，設置有主機模塊，及GPS定位模塊、北斗導航定位模塊，用于獲取姿態參數的組合姿態測量模塊，所述的組合姿態測量模塊包含姿態測量單元和與姿態測量單元相連接的GPS天線組，所述的GPS天線組包含GPS天線一和GPS天線二，GPS天線一和GPS天線二分別布設在姿態測量單元的兩側；所述的GPS定位模塊包含用于作為定位基準的GPS接收機和GPS接收天線，所述的北斗導航定位模塊包含多個北斗導航接收機，及對應的多個北斗導航接收機天線；所述的主機模塊用于接收GPS定位模塊、北斗導航定位模塊及組合姿態測量模塊的數據，并根據數據歸算北斗導航定位模塊的定位誤差數據。

3.根據權利要求2所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，所述的姿態測量單元為慣性導航設備。

4.根據權利要求2所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，GPS定位模塊、北斗導航定位模塊通過平臺支撐框架與運動載體固定。

5.根據權利要求4所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，以姿態測量單元為中心，GPS天線一、GPS天線二沿運動載體行進方向對稱分布在姿態測量單元兩側的平臺支撐框架上。

6.根據權利要求1所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，車載設備獲取北斗衛星導航系統靜態或動態數據，并計算其對應定位誤差，包含如下內容：

步驟1、建立檢測平臺坐標系O-XYZ，以GPS接收天線A3相位中心為原點，以車載設備前進方向為Y軸，檢測平臺外法向方向為Z軸，X軸與Y、Z軸構成右手坐標系；

步驟2、根據組合姿態測量模塊獲取姿態參數，姿態參數包含：偏航角Heading、滾動角Roll、俯仰角Pitch；

步驟3、依據檢測平臺坐標系O-XYZ，獲取GPS接收機A3和北斗導航接收機A2在檢測平臺坐標系O-XYZ的向量的坐標；并依據檢測平臺坐標系O-XYZ、當地水平坐標系O-NWU兩者之間的關系及姿態參數，獲取姿態角；

步驟4、根據姿態角，計算得到GPS接收機A3和北斗導航接收機A2在當地水平坐標系O-NWU的向量的坐標；

步驟5、根據GPS接收機動態定位數據歸算北斗導航接收機A2地固坐標；

步驟6、對歸算結果進行坐標數據處理，根據處理結果評估北斗導航接收機的定位誤差。

7.根據權利要求6所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，步驟4中，向量的坐標的計算公式如下：

姿態角計算公式為：北斗導航接收機A2地固坐標計算公式為：

(ZG)＝R_z(-π-L)R_y(π/2-B)，其中，L、B分別代表GPS接收機A3定位獲得的大地經度和緯度。

8.根據權利要求6所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，步驟6中的坐標數據處理，包含：進行WGS84與CGCS2000坐標系轉換；及定位結果時間對齊。

9.根據權利要求1所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，系統完好性評估中，借助Stanford Plot方法，通過誤差保護級、告警限值和定位誤差來評估北斗衛星導航系統完好性。

10.根據權利要求9所述的北斗衛星導航系統完好性監測評估方法，其特征在于，誤差保護級由北斗衛星導航系統得到，告警限值按照用戶需求進行預設。