[發明專利]一種顧及參數靈敏度的北斗廣播星歷機動型故障監測方法

有效

• 申請號: 202011059225.6
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112198532B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 李慧;劉媛媛;馮偉男;李夢浩;李南;李亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種顧及參數靈敏度的北斗廣播星歷機動型故障監測方法，屬于衛星導航技術領域。具體包括：步驟1，衛星位置誤差對廣播星歷參數變化的靈敏度分析；步驟2，采用偽距差分測量衛星視距方向的軌道誤差，雙差載波相位測量正交于視距方向的軌道誤差，構建關于衛星位置誤差的觀測方程等。本發明采用偽距和載波相位觀測量聯合的方式測量軌道誤差，充分利用衛星位置誤差對廣播星歷參數變化的靈敏度分析，將關于衛星位置誤差的觀測方程轉化為關于廣播星歷參數偏差的觀測方程，得到更高觀測精度的同時，降低載波相位觀測中模糊度解算復雜度，有助于構建監測模型，可實現北斗廣播星歷機動型故障監測。

技術領域

本發明涉及一種顧及參數靈敏度的北斗廣播星歷機動型故障監測方法，屬于衛星導航技術領域。

背景技術

隨著衛星導航系統的發展，將其應用到飛機精密進近服務，可有效提高飛行的安全和效率。其中衛星廣播星歷故障是影響飛機精密進近的主要風險源之一。為保障用戶的定位完好性，對廣播星歷故障的監測是必不可少的。

廣播星歷故障可分為機動型故障和非機動型故障。非機動型故障可通過預測星歷減今日星歷的方法進行有效監測。對于機動型故障的檢測，目前應用最多的是接收機自主完好性監測算法(Receiver?Autonomous?Integrity?Monitoring，RAIM)。大多數RAIM采用偽距觀測量進行完好性監測，由于其觀測噪聲較大、定位精度不高，只能滿足航路飛行和非精密進近應用，不能滿足精密進近服務的要求。基于載波相位觀測量的實時導航技術，能夠滿足飛機精密進近的精度要求，在短基線條件下，觀測量的雙差能夠消除大部分測量誤差。雖然基于載波相位的測量精度較高，但存在模糊度可靠解算等問題，增加了解算難度。采用偽距和載波相位觀測量直接聯合的方式進行廣播星歷機動型故障的完好性監測，仍存在大量的模糊度解算等問題，增加了系統算法的復雜度。

綜上所述，設計一種新型顧及參數靈敏度的北斗廣播星歷機動型故障監測方法具有重要意義。

發明內容

為了解決偽距和載波相位觀測量在進行北斗廣播星歷機動型故障監測時存在觀測噪聲大或模糊度解算復雜等問題，本發明提供一種顧及參數靈敏度的北斗廣播星歷機動型故障監測方法，采用偽距和載波相位觀測量聯合的方式測量軌道誤差，結合衛星位置誤差對廣播星歷參數變化的靈敏度分析，構建觀測方程，根據系統的完好性風險要求計算最小可檢測誤差(Minimum?Detectable?Error，MDE)，選擇合理的MDE檢測門限，可以實現北斗廣播星歷機動型故障監測。

本發明顧及廣播星歷參數靈敏度實現廣播星歷機動型故障監測，是這樣實現的：

步驟1，衛星位置誤差對廣播星歷參數變化的靈敏度分析；

步驟2，采用偽距差分測量衛星視距方向的軌道誤差，雙差載波相位測量正交于視距方向的軌道誤差，構建關于衛星位置誤差的觀測方程；

步驟3，結合廣播星歷參數靈敏度分析獲得的衛星位置誤差函數，將關于衛星位置誤差的觀測方程轉化為關于廣播星歷參數偏差的觀測方程；

步驟4，通過加權最小二乘解算廣播星歷參數偏差；

步驟5，根據系統的完好性風險要求計算最小可檢測誤差；

步驟6，獲取滿足系統要求的檢測門限并與最小可檢測誤差比較，實現北斗廣播星歷機動型故障監測。

本發明基于衛星位置誤差對廣播星歷參數變化的靈敏度分析，采用偽距和載波相位觀測量聯合的方式測量軌道誤差，有助于構建北斗廣播星歷機動型故障的監測模型。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：