专利名称：基于奇偶矢量法的双星故障识别方法
技术领域：
本发明涉及卫星导航和定位技术，特别涉及全球卫星导航系统(GlobalNavigation Satellite System, GNSS)接收机自主完好性监测(Receiver AutonomousIntegrity Monitoring, RAIM)方法。
背景技术：
GNSS接收机在得到导航解的同时，必须顾及伪距偏差对导航解的影响。引起伪距 偏差的主要因素有较大的卫星钟漂、导航电文数据的不正确以及卫星组成部分的故障，这里统称为卫星故障。由于系统无法保证对卫星故障的反应时间，那么卫星故障的快速监测只有在用户端进行，因而出现了接收机自主完好性监测方法。RAM利用冗余测距信号来检测能引起较大定位偏差的卫星错误。通常RAM包含两个功能故障检测(Fault Detection)和故障识别(Fault Identification)。较为常用的RAIM方法包括距离比较法、最小二乘法和奇偶矢量法。但这些方法都是基于一个故障卫星的假设前提下的。随着空中卫星数目不断增加，两颗或者多颗卫星同时发生故障的概率将不能再被忽略。传统的故障卫星识别方法不能直接用于多颗故障卫星识别，而关于多颗故障卫星的识别方法尚不完善。例如，奇偶矢量方法用于两颗故障卫星识别时会出现故障偏差抵消，并由此带来漏判和误判的情况。奇偶矢量法识别一颗故障卫星的原理如下接收机定位解算的基本观测方程为y = Hx+e(I)式(I)中，y是伪距观测值的残差向量，H是观测矩阵，X是待计算的接收机位置残差及接收机时钟误差，e为伪距观测值的测量误差。当无故障卫星存在时，认为测量误差e服从方差为 < 的正态分布；当有故障卫星存在时，故障卫星的伪距出现偏差，此时，e不再服从正态分布。应用奇偶矢量法进行故障卫星检测与识别时，首先将观测矩阵H分解为一个正交矩阵Q与一个上三角矩阵R的积，即令H = QR(2)将矩阵Q的转置矩阵Qt分块
权利要求
1.基于奇偶矢量法的双星故障识别方法，包括步骤 (1)、从现有的η颗卫星中剔除卫星i，η为卫星定位系统中接收机可见卫星数量，n ≥ 7 ； (2)、对剩余的(η-I)颗卫星根据故障检测判决量和故障检测门限Cm)进行故障检测，若L ，则认为剩余卫星中无故障卫星存在，检测结束；否则，用奇偶矢量法进行故障卫星识别，根据故障识别判决量A的最大值& = max (r1； ιγ··，rn)，将卫星j剔除； (3)、对剩余的(n-2)颗卫星根据故障检测判决量么—2和故障检测门限στ,(η_2)进行故障检测，若弋，则确认卫星i无故障，令无故障卫星数目加一，进入步骤⑷；否则，记录剔除的卫星组合(ik，jk)并用最小二乘法计算接收机的位置和钟差xk，转到步骤(5)； (4)、判断当前所得的无故障卫星数目是否达到4颗，若达到4颗则解算出接收机的粗略位置和钟差并从剩余(n-4)颗卫星中识别出故障卫星，重新解算接收机位置和钟差，检测结束；否则，进入步骤(5)； (5)、令i= i+Ι，若i > n，则无故障卫星数目小于4颗，此时，从剔除的卫星组合中以伪距残差统计量入，的最小值Xmin = min (X1,λ J所对应的卫星组合作为故障卫星，并计算出与该卫星组合相对应的接收机位置和钟差作为定位结果，检测结束；否则返回步骤⑴。
2.根据权利要求I所述的基于奇偶矢量法的双星故障识别方法，其特征在于，故障检测判决量么由下式得到
3.根据权利要求I所述的基于奇偶矢量法的双星故障识别方法，其特征在于，检测判决量由下式得到
4.根据权利要求I所述的基于奇偶矢量法的双星故障识别方法，其特征在于，粗略位置和钟差 由下式得到 其中，Htl为当前所得的4颗无故障卫星所构成的观测矩阵，为
5.根据权利要求I所述的基于奇偶矢量法的双星故障识别方法，其特征在于，接收机位置和钟差Xk由下式得到
全文摘要
本发明涉及全球卫星导航系统接收机自主完好性监测技术。本发明针对奇偶矢量方法用于两颗故障卫星识别时会出现故障偏差抵消，并由此带来漏判和误判的问题，公开了一种基于奇偶矢量法的双星故障识别方法。本发明的技术方案，以奇偶矢量法识别一颗故障卫星为基础，找出4颗无故障卫星,然后用无故障卫星的信息进行粗略定位，并由此识别出故障卫星，将其剔除后再重新进行位置解算以提高定位精度，从而避免了由故障偏差抵消而带来的漏判或误判问题。本发明解决了奇偶矢量残差的故障偏差抵消问题，实现了多颗故障卫星的检测识别。通过本发明检测识别卫星故障，能够提高定位精度。本发明主要用于全球卫星导航系统接收机自主完好性监测。
文档编号G01S19/23GK102901971SQ20121036552
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者曾超, 滕云龙 申请人:电子科技大学