[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

本發明提供一種高級接收機自主完好性監測保護級優化方法和設備。該方法包括：根據多個衛星的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；根據全局定位信息和子集定位信息計算接收機的定位估計誤差的分布和故障子集的檢測統計量的分布；若確定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定位估計誤差的分布和檢測統計量的分布，計算優化后的保護級；若根據優化后的保護級判斷ARIAM可用，則輸出接收機的定位結果。本發明實施例的方法，在非均衡衛星幾何分布下對不同的故障子集確定是否通過檢測，建立各個衛星故障假設下的完好性目標，以最小化完好性風險為目標，減小由于故障漏檢所造成的完好性風險。

技術領域

本發明涉及航空監視技術領域，尤其涉及一種高級接收機自主完好性監測保護級優化方法和設備。

背景技術

隨著全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，簡稱GNSS)在全世界廣泛應用，用戶對GNSS導航安全性和完好性提出了越來越高的要求，在精密導航技術(Required Navigation Performance，簡稱RNP)的性能指標中，完好性直接與航空安全相關，完好性是指在導航誤差超過安全運行所允許的上限時，系統及時向用戶提出告警的能力。GNSS導航信號是GNSS向用戶播發的一種用于導航定位的調制波，信號在傳播過程中受各種因素的影響而產生誤差，例如衛星星鐘誤差、衛星星歷誤差、電離層延遲、對流層延遲、多徑和接收機噪聲等，這些誤差在用戶端疊加導致偽距誤差，在極端情況下，等效的偽距誤差超過告警限容易形成危險誤導信息，危害飛行安全，因此GNSS導航信號本身無法滿足民用航空對于完好性的要求，所以必須輔助以完好性監測手段，以保證航班的飛行安全。

在現有的高級接收機自主完好性監測(Advanced Receiver AutonomousIntegrity Monitoring，簡稱ARAIM)中主要是以多故障假設解分離(Multiple HypothesisSolution Separation，簡稱MHSS)算法為主，衛星故障檢測和故障識別分別是以全可見衛星幾何分布均勻的基礎上提出來的，該算法中定義全可見星的定位解為全局定位解，子集定位解為全可見星中排除某顆或某幾顆衛星的定位解，基本原理是以全可見星定位解為基準，然后計算每個子集定位解與全局定位解的距離，通過比較距離與閾值的大小來判斷是否存在故障。該算法認為，在無故障的情況下，全局定位解和所有子集定位解應聚集在一起，而如果存在故障衛星，則使用該故障衛星的全局定位解和子集定位解將產生偏移，不含故障衛星的子集定位解將更接近飛機的真實位置。

然而，在實際應用中，尤其是當衛星的可見數目較少時，容易發生衛星幾何分布不均衡的情況，從而造成故障衛星的誤排和漏排，形成危險誤導信息，影響高級接收機自主完好性監測的完好性。

發明內容

本發明提供一種高級接收機自主完好性監測保護級優化方法和設備，以減小由于故障漏檢所造成的完好性風險。

第一方面，本發明提供一種高級接收機自主完好性監測保護級優化方法，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。

第二方面，本發明提供一種高級接收機自主完好性監測保護級優化設備，包括：

處理器；以及

存儲器，用于存儲所述處理器的可執行指令；