[發(fā)明專利]基于GNSS的故障檢測排除方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810760617.1
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN108897016A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雅芳;王博;張冬冬
• 申請（專利權(quán)）人: 北斗未來創(chuàng)新科技發(fā)展(深圳)有限公司
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 深圳市深聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44357
• 代理人: 張琪

本發(fā)明公開了基于GNSS的故障檢測排除方法及裝置，包括如下步驟：通過計算信息過濾器的測量模型和動態(tài)模型建立觀測模型，根據(jù)觀測模型獲取GNSS接收機的觀測量以及觀測衛(wèi)星的坐標；對觀測衛(wèi)星的坐標中的Y信息向量進行提取和添加預(yù)設(shè)變量，以對觀測量邊緣化；信息濾波器計算觀測衛(wèi)星的坐標的信息向量的預(yù)測值和信息矩陣；選取任意信息過濾器為主濾波器，生成與該主濾波器相關(guān)的若干個子濾波器，通過似然比比較每一個子濾波器與主濾波器之間的確定性以進行故障檢測排除；根據(jù)當前的觀測值計算更新矩陣和觀測衛(wèi)星的坐標更新向量信息。本發(fā)明通過建模、邊緣化，并通過似然比檢驗子濾波器與主濾波器之間的確定性，可以準確的檢測和排除故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，尤其涉及基于GNSS的故障檢測排除方法及裝置。

背景技術(shù)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)是能自主提供全球范圍內(nèi)三維位置、速度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的通用名稱。GNSS包括中國的北斗、俄羅斯的格格納斯，美國的全球定位系統(tǒng)，歐洲的伽利略系統(tǒng)等。高精度定位常使用載波相位觀測值，在得到整周模糊度后，使用類似于差分偽距定位的方法進行定位。周跳是在GNSS技術(shù)的載波相位測量中，由于衛(wèi)星信號的失鎖而導(dǎo)致的整周計數(shù)的跳變或中斷。如何正確的探測并恢復(fù)周跳，是載波相位測量中必須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供基于 GNSS的故障檢測排除方法，其能解決GNSS的載波相位測量中對周跳的故障檢測與排除的問題。

本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

基于GNSS的故障檢測排除方法，包括如下步驟：

S1：通過計算信息過濾器的測量模型和動態(tài)模型建立觀測模型，根據(jù)所述觀測模型獲取GNSS接收機的觀測量以及觀測衛(wèi)星的坐標；

S2：對觀測衛(wèi)星的坐標中的Y信息向量進行提取和添加預(yù)設(shè)變量，以對觀測量邊緣化；

S3：信息濾波器計算觀測衛(wèi)星的坐標的信息向量的預(yù)測值和信息矩陣；

S4：選取任意信息過濾器為主濾波器，生成與該主濾波器相關(guān)的若干個子濾波器，通過似然比比較每一個子濾波器與主濾波器之間的確定性以進行故障檢測排除；

S5：根據(jù)當前的觀測值計算更新矩陣和觀測衛(wèi)星的坐標更新向量信息。

優(yōu)選的，S1具體包括如下步驟：

S10：根據(jù)公式計算信息過濾器的觀測模型，其中，N是相位模糊度；ρ和表示所有觀測衛(wèi)星的偽距和載波相位的集合；是接收機傳感器和觀測衛(wèi)星之間的距離加上時鐘和其他誤差類型，是載波相位和用于計算模糊度的C/A碼測量值之間的組合；

S11：定義任意兩個觀測周期之間的速度恒定且觀測系統(tǒng)具有線性形式，可獲得動態(tài)模型X(k)＝F.X(k-1)，X(k)為狀態(tài)向量， F為狀態(tài)矩陣，所述狀態(tài)向量

其中， [x(k)，y(k)，z(k)].是GNSS接收機速度分量，是時鐘誤差和時鐘漂移，[N₁，...，N_n]是模糊度；

S12：根據(jù)觀測模型和動態(tài)模型得到非線性的觀測模型為 Z(k)＝h(X(k)，v(k))；

S13：對非線性的觀測模型線性化，得到H＝[H_x H_N]， H_N＝-λ*J_n，

其中，

為觀測衛(wèi)星的坐標。

優(yōu)選的，S3具體為：通過公式計算信息向量的預(yù)測值，通過公式計算信息向量的信息矩陣。

優(yōu)選的，，S4具體包括如下子步驟：