專利名稱：基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法
技術領域：
本發明涉及衛星導航和定位技術，特別涉及全球衛星導航系統(GlobalNavigation Satellite System, GNSS)接收機自主完好性監測(Receiver AutonomousIntegrity Monitoring, RAIM)方法。
背景技術：
GNSS接收機在得到導航解的同時，必須顧及偽距偏差對導航解的影響。引起偽距 偏差的主要因素有較大的衛星鐘漂、導航電文數據的不正確以及衛星組成部分的故障，這里統稱為衛星故障。由于系統無法保證對衛星故障的反應時間，那么衛星故障的快速監測只有在用戶端進行，因而出現了接收機自主完好性監測方法。RAM利用冗余測距信號來檢測能引起較大定位偏差的衛星錯誤。通常RAM包含兩個功能故障檢測(Fault Detection)和故障識別(Fault Identification)。較為常用的RAIM方法包括距離比較法、最小二乘法和奇偶矢量法。但這些方法都是基于一個故障衛星的假設前提下的。隨著空中衛星數目不斷增加，兩顆或者多顆衛星同時發生故障的概率將不能再被忽略。傳統的故障衛星識別方法不能直接用于多顆故障衛星識別，而關于多顆故障衛星的識別方法尚不完善。例如，奇偶矢量方法用于兩顆故障衛星識別時會出現故障偏差抵消，并由此帶來漏判和誤判的情況。奇偶矢量法識別一顆故障衛星的原理如下接收機定位解算的基本觀測方程為y = Hx+e(I)式(I)中，y是偽距觀測值的殘差向量，H是觀測矩陣，X是待計算的接收機位置殘差及接收機時鐘誤差，e為偽距觀測值的測量誤差。當無故障衛星存在時，認為測量誤差e服從方差為 < 的正態分布；當有故障衛星存在時，故障衛星的偽距出現偏差，此時，e不再服從正態分布。應用奇偶矢量法進行故障衛星檢測與識別時，首先將觀測矩陣H分解為一個正交矩陣Q與一個上三角矩陣R的積，即令H = QR(2)將矩陣Q的轉置矩陣Qt分塊
權利要求
1.基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法，包括步驟 (1)、從現有的η顆衛星中剔除衛星i，η為衛星定位系統中接收機可見衛星數量，n ≥ 7 ； (2)、對剩余的(η-I)顆衛星根據故障檢測判決量和故障檢測門限Cm)進行故障檢測，若L ，則認為剩余衛星中無故障衛星存在，檢測結束；否則，用奇偶矢量法進行故障衛星識別，根據故障識別判決量A的最大值& = max (r1； ιγ··，rn)，將衛星j剔除； (3)、對剩余的(n-2)顆衛星根據故障檢測判決量么—2和故障檢測門限στ,(η_2)進行故障檢測，若弋，則確認衛星i無故障，令無故障衛星數目加一，進入步驟⑷；否則，記錄剔除的衛星組合(ik，jk)并用最小二乘法計算接收機的位置和鐘差xk，轉到步驟(5)； (4)、判斷當前所得的無故障衛星數目是否達到4顆，若達到4顆則解算出接收機的粗略位置和鐘差并從剩余(n-4)顆衛星中識別出故障衛星，重新解算接收機位置和鐘差，檢測結束；否則，進入步驟(5)； (5)、令i= i+Ι，若i > n，則無故障衛星數目小于4顆，此時，從剔除的衛星組合中以偽距殘差統計量入，的最小值Xmin = min (X1,λ J所對應的衛星組合作為故障衛星，并計算出與該衛星組合相對應的接收機位置和鐘差作為定位結果，檢測結束；否則返回步驟⑴。
2.根據權利要求I所述的基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法，其特征在于，故障檢測判決量么由下式得到
3.根據權利要求I所述的基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法，其特征在于，檢測判決量由下式得到
4.根據權利要求I所述的基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法，其特征在于，粗略位置和鐘差 由下式得到 其中，Htl為當前所得的4顆無故障衛星所構成的觀測矩陣，為
5.根據權利要求I所述的基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法，其特征在于，接收機位置和鐘差Xk由下式得到
全文摘要
本發明涉及全球衛星導航系統接收機自主完好性監測技術。本發明針對奇偶矢量方法用于兩顆故障衛星識別時會出現故障偏差抵消，并由此帶來漏判和誤判的問題，公開了一種基于奇偶矢量法的雙星故障識別方法。本發明的技術方案，以奇偶矢量法識別一顆故障衛星為基礎，找出4顆無故障衛星,然后用無故障衛星的信息進行粗略定位，并由此識別出故障衛星，將其剔除后再重新進行位置解算以提高定位精度，從而避免了由故障偏差抵消而帶來的漏判或誤判問題。本發明解決了奇偶矢量殘差的故障偏差抵消問題，實現了多顆故障衛星的檢測識別。通過本發明檢測識別衛星故障，能夠提高定位精度。本發明主要用于全球衛星導航系統接收機自主完好性監測。
文檔編號G01S19/23GK102901971SQ20121036552
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者曾超, 滕云龍 申請人:電子科技大學