[發(fā)明專利]基于奇偶矢量投影的最大值聯(lián)合卡方故障排除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211330566.1
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115390099B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 薛瑞;周悅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20;G01S19/23;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 李明里

1.一種基于奇偶矢量投影的最大值聯(lián)合卡方故障排除方法，其特征在于，包括以下步驟：

在衛(wèi)星定位過程中檢測出導航衛(wèi)星故障；

所述導航衛(wèi)星故障為由一顆衛(wèi)星故障引起單顆導航衛(wèi)星故障或由兩顆衛(wèi)星故障引起的雙星故障；

基于可觀測衛(wèi)星的偽距殘差計算奇偶矢量；所述奇偶矢量中保留了測量噪聲和衛(wèi)星故障量的相關信息；計算出能反映每顆可觀測衛(wèi)星故障可能性的奇偶矢量的投影；并基于奇偶矢量投影的長度確定出疑似故障星；

建立排除疑似故障星后由剩余可見星偽距殘差構成的最大值聯(lián)合卡方識別量；并將與最小的最大值聯(lián)合卡方識別量對應的衛(wèi)星識別為故障星，標記后進行排除；

所述奇偶矢量為偽距殘差在幾何矩陣G的奇偶空間O上的投影；所述幾何矩陣G由接收機和可觀測衛(wèi)星之間視線方向上的單位矢量構成；奇偶空間O為幾何矩陣G左零空間；

所述奇偶矢量的計算方法，包括：

1）計算可觀測衛(wèi)星的偽距殘差向量；

可觀測衛(wèi)星的偽距殘差向量為用戶接收機的偽距觀測值與根據(jù)組合導航濾波器輸出位置計算的偽距計算值之間的差值；

2）建立由接收機和可觀測衛(wèi)星之間視線方向上的單位矢量構成的原始的幾何矩陣；

原始的幾何矩陣的具體計算方式為：

；

其中，，，分別表示k時刻由星歷得到的第n顆可見星的地心地固坐標系上的三個方向上的坐標，，，表示組合導航濾波器輸出的用戶的位置坐標，表示第n顆可見星與接收機的位置估計值之間的距離；

3）對原始的幾何矩陣和偽距殘差向量進行標準化得到標準化的幾何矩陣和標準化的偽距殘差向量；以及滿足的奇偶空間O；

標準化的幾何矩陣；標準化的偽距殘差向量；

標準化的系數(shù)矩陣；

其中，的計算式為；表示第n顆衛(wèi)星用戶測距精度的標準差，表示第n顆衛(wèi)星對流層誤差標準差，表示多徑和用戶接收機噪聲誤差標準差；

4）奇偶矢量為偽距殘差z在奇偶矩陣O上的投影，根據(jù)公式計算出奇偶矢量。

2.根據(jù)權利要求1所述的最大值聯(lián)合卡方故障排除方法，其特征在于，

計算奇偶矢量的投影時，基于故障模式來計算與故障模式所對應的奇偶矢量投影；

所述故障模式包括單星故障模式和雙星故障模式；

其中，單星故障模式為可觀測衛(wèi)星中只有一顆衛(wèi)星出現(xiàn)故障；在單星故障模式中，一個衛(wèi)星故障對應一種故障情況，n個可觀測衛(wèi)星對應n種故障情況；在每種故障情況中故障星的奇偶矢量投影為奇偶矢量在故障線上的投影；所述故障線為左零矩陣O上與故障星對應的列向量；

其中，雙星故障模式為可觀測衛(wèi)星中有兩顆衛(wèi)星同時出現(xiàn)故障；在雙星故障模式中，兩顆衛(wèi)星故障組成一種故障情況，n個可觀測衛(wèi)星對應種故障情況；每種故障情況中，故障星組的奇偶矢量投影為奇偶矢量在故障面上的投影；所述故障面為左零矩陣O上與故障星組兩顆星對應的列向量所構成的面。

3.根據(jù)權利要求2所述的最大值聯(lián)合卡方故障排除方法，其特征在于，

在單星故障模式的第i種故障情況中，第i顆星為故障星對應的奇偶矢量投影為；其中，i=1,…,n；n為可觀測衛(wèi)星的數(shù)量；為左零矩陣O上的第i列；為列向量的一范數(shù)；

輪詢所有故障情況的奇偶矢量投影的長度；選取長度最大的M種故障情況對應的M個衛(wèi)星作為疑似故障星。