[發(fā)明專利]特征斜率加權(quán)的最小二乘殘差接收機自主完好性監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810957178.3
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109031356B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許承東;趙靖;范國超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20;G01S19/23
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 唐華

1.特征斜率加權(quán)的最小二乘殘差接收機自主完好性監(jiān)測方法，又稱Slope-LSR方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：在某觀測歷元某地點，共有K顆GNSS可見星；可見星與接收機之間的線性化偽距方程為：

Z＝HX+ε [1]

其中，地心地固ECEF坐標(biāo)系下的觀測矩陣

前3個元素是到P^u的三維位置改正數(shù)；Z＝[ρ¹-R¹…ρⁱ-Rⁱ…ρ^K-R^K]^T；ε＝[ε¹…εⁱ…ε^K]^T，其中：ρⁱ和Rⁱ分別為第i顆可見星和接收機之間的偽距和真距，為接收機的近似位置，Pⁱ＝(xⁱ,yⁱ,zⁱ)和P^u＝(x^u,y^u,z^u)分別為地心地固ECEF坐標(biāo)系下第i顆可見星和接收機的三維位置；c為光速；Δt為接收機鐘差；ε為觀測誤差，包括觀測噪聲和觀測偏差；

根據(jù)最小二乘定位原理，X的最小二乘解為

P^u的最小二乘解為

設(shè)可知偽距最小二乘殘差矢量ω為：

步驟二：計算站心坐標(biāo)系中的觀測矩陣H_s

H_s是觀測矩陣H在站心坐標(biāo)系中的表示，即

H_s＝HR [6]

其中，R為可見星與接收機之間的真距；

步驟三：計算各可見星的偽距偏差特征斜率SlopeV_i，其中：i＝1,…,K；

對于每顆GNSS可見星，其偽距偏差向量在殘差域和垂直定位誤差域都存在相應(yīng)的投影，根據(jù)二者關(guān)系，偽距偏差向量的特征斜率為

其中，其中，下標(biāo)3i第3行第i列的元素，ii表示第i行第i列的元素；

在偽距偏差向量值一定時，可見星的特征斜率越大，偽距偏差造成的定位誤差越大，殘差檢驗統(tǒng)計量反而越小，反之，特征斜率越小，定位誤差越小，殘差檢驗統(tǒng)計量反而越大；

步驟四：根據(jù)各可見星的特征斜率設(shè)計權(quán)陣W；

其中，w_i是與SlopeV_i有關(guān)的設(shè)計權(quán)值，

式中，函數(shù)med(·)代表取中位數(shù)，T_Slope是偽距偏差向量在殘差域和垂直定位誤差域投影分別等于故障檢測門限和垂直告警限值時的特征斜率，即

T_Slope＝HAL/Td [10]

式中，HAL和Td分別代表垂直告警限值和故障檢測門限；

步驟五：構(gòu)造故障檢測的檢驗統(tǒng)計量Ts_w；

步驟六：利用構(gòu)造故障檢測的檢驗統(tǒng)計量Ts_w進行故障檢測；

Ts_w＜Td，不存在故障星；

Ts_w≥Td，存在故障星；

若Ts＜Td，則轉(zhuǎn)入步驟九；Ts≥Td，則轉(zhuǎn)入步驟七；

步驟七：構(gòu)造故障識別的檢驗統(tǒng)計量

步驟八：利用構(gòu)造故障識別的檢驗統(tǒng)計量識別故障星星號；

VSi無故障；

VSi有故障；

其中，下標(biāo)i即為對應(yīng)的故障星星號；

步驟九：根據(jù)步驟六故障檢測和步驟八的故障識別結(jié)果，輸出接收機自主完好性監(jiān)測RAIM監(jiān)測結(jié)果；

根據(jù)步驟六進行故障檢測，如果未檢測到故障，則監(jiān)測結(jié)果為GNSS不存在故障星；如果監(jiān)測到故障，根據(jù)步驟八識別故障星星號，則監(jiān)測結(jié)果為GNSS存在故障星，并輸出故障星的星號，即實現(xiàn)輸出接收機自主完好性監(jiān)測RAIM監(jiān)測結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的特征斜率加權(quán)的最小二乘殘差接收機自主完好性監(jiān)測方法，其特征在于：應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，提高導(dǎo)航精度。