集的检验统计量，将检验统计量最 小的包含M-2颗卫星的抓S卫星子集对应的两颗被排除掉的卫星作为最终的故障卫星并排 除。
[0052] 进一步地，所述第S处理单元还用于：
[0053] 在计算每个包含M-2颗卫星的抓S卫星子集的检验统计量之前，检测是否获得至 少一个包含M-2颗卫星的抓S卫星子集；
[0054] 在检测出未获得包含M-2颗卫星的抓S卫星子集时，对扩充后的抓S卫星集进行 排除任意两颗卫星的操作，获得G若-2个包含（M-2)颗卫星的抓S卫星子集。
[0055] 本发明提供的GI^S与北斗区域系统组合星座故障检测与排除方法及装置，通过确 定出当前可见抓S卫星数目和GI^S卫星数目，在确定出可见抓S卫星的数目大于等于4且 小于等于6时，首先使用RAIM算法对可见GI^S卫星集进行故障检测与排除，得到排除故障 后的GI^S卫星集，接着根据排除故障后的GI^S卫星集将抓S卫星数量扩充到MW得到扩充 后的抓S卫星集，M大于6,最后对扩充后的BDS卫星集进行双星故障假设下的故障检测与 排除。整个处理过程WGI^S系统为相对参考标准，逐一检测和排除故障卫星，实现了在GPS 与北斗区域系统组合星座下进行故障检测与排除，W提高完好性，有效保障高安全需求情 况下的卫星导航可用性。
【附图说明】
[0056] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术 描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可W根据该 些附图获得其他的附图。
[0057] 图1为本发明GI^S与北斗区域系统组合星座故障检测与排除方法实施例一的流程 图；
[0058] 图2为本发明GI^S与北斗区域系统组合星座故障检测与排除方法实施例二的流程 图；
[0059] 图3为本发明GI^S与北斗区域系统组合星座故障检测与排除装置实施例一的结 构示意图。
【具体实施方式】
[0060] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本 发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0061] 对于现有的GI^S导航定位而言，GI^S卫星发生故障的概率是整个星座每年不超过 =次，对用户来说就是每小时发生一颗卫星故障的概率小于l(TVh，而航路到非精密进近 (Non-PrecisionApproach,简称；NPA)阶段的完好性风险的要求是lO-7/h。因此，RAIM 算法只假设同一时间最多只有一颗卫星发生故障，将两颗卫星同时发生故障的概率忽略不 计。实时上，RAIM算法只需要监测单星故障即可满足民航辅助导航系统对GPS的要求。对 于抓S，由于现有的抓S官方标准文件中尚没有关于卫星故障特性的规定，BDS卫星导航系 统当前只有14颗可用卫星，若基于当前卫星，按照GI^S标准定位性能的定义，则每颗抓S卫 星每年出现故障的概率为2. 45X1(T5A/sv。而根据抓S公开服务性能规范中所规定的性 能，BDS空间信号连续性均小于GI^S卫星，结合抓S系统卫星尚不完善，卫星种类众多，因此 可假设抓S卫星单星故障概率为1(T4A。由上述故障可能性分析可知，GI^S与抓S卫星的故 障概率不同，不能够直接组合在一起进行RAIM的计算，本发明提供一种GI^S与北斗区域系 统组合星座故障检测与排除方法，W解决如何在GI^S与北斗区域系统组合星座下进行故障 检测与排除，w提高完好性，有效保障高安全需求情况下的卫星导航可用性。
[0062]图1为本发明GI^S与北斗区域系统组合星座故障检测与排除方法实施例一的流程 图，如图1所示，本实施例的方法可W包括：
[0063] S101、确定当前可见BDS卫星的数目和可见GPS卫星的数目。
[0064]S102、可见抓S卫星的数目大于等于4且小于等于6时，使用RAIM算法对可见GPS 卫星集进行故障检测与排除，得到排除故障后的GI^S卫星集，可见GI^S卫星集为可见GI^S卫 星组成的集合。
[006引具体地，下面介绍一种非加权"snapshot"算法的RAIM算法计算过程。
[0066] 首先，卫星定位的线性化测量方程为；y=H?X+e。
[0067] 其中，X是线性化时的四维位置误差矢量（东、北、天和时钟），y是伪距测量值与 由卫星位置和用户位置得到的距离期望值之差，是一个n维矢量，e是n维误差矢量，H为 伪距观测矩阵，为：
[0068]
[006引其中，E为各个卫星的仰角，A为各个卫星的方位角。
[0070] 定义;A=姐肌)-背胖。
[0071]X的最小二乘估计为；?.V。
[0072] 最小二乘残差矢量为W;
[0073]
[0074]令P=I-A，则r=P?e。
[007引SSE是矢量W各分量的平方和；SSE=wT.w=gT.p.e。
[0076] 检验统计量为
[0077]若stat《虹0，则认为通过故障检验，反么则认为存在故障卫星，需 要进行故障排除。化可见卫星数目对应的检验统计量阔值，取值如下表一。
[007引进行故障排除的过程如下：
[007引一、对应每颗卫星，逐个计算
，其中，S=I-H征巧-电\
[0080]二、接着，巧
，得到该最大值对应的卫星为故障卫星。
[008引若Statn《虹eGpssatn?-1X0，则认为GPS单故障排除成功，将故障星排除，得到排 除故障后的GPS卫星集。
[0084] 表一（其中使用的误警率为6.67e-5)
[0085]
[0086] S103、根据排除故障后的GI^S卫星集将可见抓S卫星集中的卫星数目扩充到MW 得到扩充后的抓S卫星集，M大于6,可见抓S卫星集为可见抓S卫星组成的集合。
[0087] 其中，S103具体为：从排除故障后的GI^S卫星集中任意选择N个GI^S卫星并入可 见抓S卫星集中组成新的卫星集，新的卫星集的卫星数量为M。接着计算所有新的卫星集的 几何精度因子（GeometricDilutionPrecision,W下简称；GD0P)，将GD0P最小的卫星集 作为扩充后的抓S卫星集。GD0P是衡量定位精度的很重要的一个系数，其代表卫星测距误 差造成的接收机与空间卫星间的距离矢量放大因子。GD0P按照下式计算：
[0088]
[0089] 其中，D=姐H)-i。
[0090] S104、对扩充后的抓S卫星集进行双星故障假设下的故障检测与排除。
[0091] 具体地，扩充后的抓S卫星集的数量一定大于6,可W对扩充后的抓S卫星集进行 双星故障假设下的故障检测与排除，按照如下步骤进行：
[0092] S1041、使用RAIM算法对扩充后的抓S卫星集进行故障检测。
[0093]计算检验统计量如."=V離/("-4)，若stat《虹eeps日。t"X0，则认为通过故 障检验，补充后抓S卫星集无故障，反之，则认为存在故障卫星，其中，GI^S与抓S的误警率 可W分开设置。
[0094]S1042、在检测到存在故障卫星时，根据扩充后的BDS卫星集的检验统计量SSE进 行故障卫星的排除。
[0095] 排除成功，则发生的是单星故障。
[0096]S1043、在排除故障卫星失败时，执行下述操作：
[0097] S1、记录扩充后的抓S卫星集中的卫星数目M，排除扩充后的抓S卫星集中的任一 颗卫星，得到包含M-1颗卫星的抓S卫星子集。
[0098]S2、使用RAIM算法对包含M-1颗卫星的抓S卫星子集进行故障检测。
[0099]S3、在检测到包含M-1颗卫星的抓S卫星子集中不存在故障卫星时，将被排除掉的 卫星作为故障卫星，操作结束。
[0100] S4、在检测到包含M-1颗卫星的抓S卫星子集中存在故障卫星时，根据包含M-1颗 卫星的抓S卫星子集的的检验统计量进行故障卫星的排除，若排除故障卫星成功，获得包 含（M-2)颗卫星的抓S卫星子集，并记录M-2颗卫星的抓S卫星子集对应的两颗被排除掉 的卫星。
[0101] 若排除故障卫星失败，继续执行上述S1~S4操作，直到扩充后的抓S卫星集中的 每一颗卫星被排除完，得到多个包含M-2颗卫星的抓S卫星子集。
[0102]S1044、计算获得的每个包含M-2颗卫星的BDS