[發明專利]高級接收機自主完好性監測保護級優化方法和設備

有效

• 申請號: 201910903321.5
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110687557B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 薛瑞;趙勇
• 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: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 徐靜;劉芳

1.一種高級接收機自主完好性監測保護級優化方法，其特征在于，包括：

根據多個衛星的完好性支持ISM信息計算接收機的全局定位信息，以及故障子集的子集定位信息；

根據所述全局定位信息和所述子集定位信息計算接收機的定位估計誤差和所述故障子集的檢測統計量；

若確定所述檢測統計量通過檢測，則根據最小化完好性風險的優化函數以及所述接收機的定位估計誤差和所述故障子集的檢測統計量，計算優化后的保護級；

若根據優化后的保護級判斷高級接收機自主完好性監測ARIAM可用，則輸出所述接收機定位結果；

根據多個衛星的完好性支持ISM信息計算接收機的全局定位信息，以及故障子集的子集定位信息，包括：

根據所述ISM信息中包括的測距誤差、測距精度、對流層誤差以及多徑和用戶接收機噪聲計算用于完好性的偽距協方差矩陣以及用于精度和連續性的偽距協方差矩陣；

根據所述用于完好性的偽距協方差矩陣利用加權最小二乘法，計算接收機的全局定位信息以及故障子集的子集定位信息；

所述根據所述ISM信息中包括的測距誤差、測距精度、對流層誤差以及多徑和用戶接收機噪聲計算用于完好性的偽距協方差矩陣以及用于精度和連續性的偽距協方差矩陣，包括：

根據ISM信息中的測距誤差、測距精度、對流層誤差以及多徑和用戶接收機噪聲利用如下公式(1)和公式(2)計算偽距協方差矩陣；

其中，i＝1,2...N_sat代表第i顆衛星，N_sat為衛星總數，為第i顆衛星的測距誤差的方差，為第i顆衛星的測距精度的方差，為第i顆衛星的對流層誤差的方差，為第i顆衛星的多徑和用戶接收機噪聲的方差；C_int(i,i)表示用于完好性的偽距協方差矩陣，而C_acc(i,i)表示用于精度和連續性的偽距協方差矩陣；

全局定位信息包括全局定位解，根據所述用于完好性的偽距協方差矩陣利用加權最小二乘法，計算接收機的全局定位信息，包括：

根據加權最小二乘法利用如下公式(3)計算全局定位解

其中，G為N_sat×(3+N_const)的幾何觀測矩陣，N_const表示星座數目，y為偽距殘差，加權矩陣W＝C_int^-1(i,i)；

子集定位信息包括子集定位解，根據所述用于完好性的偽距協方差矩陣利用加權最小二乘法，計算故障子集的子集定位信息，包括：

根據如下公式(4)計算第k個故障子集的子集定位解

其中，k＝1,...,N_{fault_modes}，N_{fault_modes}表示故障子集的個數，W^(k)為第k個故障子集的加權矩陣，其中idx_k表示第k個故障子集中衛星下標，idx_k＝{i₁,...,i_t}。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述全局定位信息和所述子集定位信息計算接收機的定位估計誤差和所述故障子集的檢測統計量，包括：

當第i顆衛星發生故障時，定位估計誤差ε_i'服從非零均值的高斯分布，如公式(5)：

ε′_i～N(η_ib_nom,i,(G^TWG)^-1) (5)

其中，ε表示測量誤差，x是真實位置，S⁽⁰⁾表示全可見星時的投影矩陣，b_nom為標準偏差，η_i表示第i顆衛星在定位解算中的權重，b_nom,i表示第i顆衛星對應的標準偏差，W和G與公式(3)中的含義相同；

根據全局定位解與子集定位解，得到第k個故障子集的檢測統計量服從零均值的高斯分布，如公式(6)：

其中，S^(k)表示第k個故障子集對應的投影矩陣，S⁽⁰⁾表示全可見星時的投影矩陣，其中，對于第i顆衛星，