基于多样本累积的GPS接收机自主完好性监测方法.pdf

《基于多样本累积的GPS接收机自主完好性监测方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2013年4月第2期现代导航基于多样本累积的GPS接收机自主完好性监测方法原彬(中国电子科技集团公司第二十研究所，西安710068)摘要：在卫星导航系统卫星数目减少时由于冗余信息的减少，RAIM算法性能会受到影响。针对此问题，本文提出了基于滑动累积的多样本检验方法，通过引入惯导信息将多个时刻卫导观测信息外推到同一时间点上进行一致性检验以实现故障监测该方法的实质，是以牺牲接收机自主完好性监测的实时性为代价，保障了观测信息的冗余性，从而实现了完好性监测。本文首先对GPS应用此算法的故障监测性能进行仿真对比分析，其次针对民航不同飞行阶段的应用情况进行了仿真验证。仿真结果表明：本算法提高了GP

2、S定位完好性，为RAIM算法在航空中的应用提供了新的解决思路。关键词：GNSS完好性；多样本检验中图分类号：P228．4文献标识码：A文章编号：1674．7976一(2013)02．079—05MethodsBasedonMulti-SamplesandAccumulationforGPSReceiverAutonomousIntegrityMonitoringANBinAbstract：RedundantinformationwoulddecreaseasthereductioninGNSSsatellites，resultingindegradationofRAIMperforma

3、nce．Aimingatthisproblem，amethodofchi—squaretestofmulti—samplesbasedontheslidingandaccumulationisproposed．WiththehelpofINS，itisusedtoachievefaultmonitoringbyextrapolatingGNSSobservationsatmultipletimetocertainobservationatthesametimeformakingtheirconsistencytest．Theessenceofthemethodisthatthefaul

4、tmonitoringisachievedbyensuringredundancyofobservationsattheexpenseofreal—timeautonomousintegritymonitoring．InthepaperthealgorithmisusedforGPStosimulateandcomparefaultmonitoringperformance，andvalidatedinapplicationsduringdiferentcivilflightphases．Thesimulationshowsthatthealgorithmcanimprovethein

5、tegrityofGPSandpresentanewsolutiontotheapplicationofRAIMinaviation．Keywords：GNSSIntegrity；Chi··SquareTestofMulti··Samples卫导系统完好性是指当导航系统的定位误差生命安全。接收机自主完好性监测(RAIM)技术超过告警极限不能用于导航服务时，系统给出实时的提出为该问题的解决提供了一种行之有效的方告警的能力¨。完好性是评价导航系统性能的一个法。重要因素，尤其在航空领域中，完好性直接关系到RAIM算法实际上是利用超定解对卫星测量值进行一致性校验的技术，由于卫星导航接收机需要收

6、稿日期：2013．02．19。国家科技支撑计划课题．GNSS地基4颗卫星才能完成定位，因此为了检测是否存在故增强系统，课题编号：2011BAH24B03。障，至少需要5颗可见星，如果要将故障星识别出·80·现代导航2013矩来，至少需要6颗可见星。RAIM方法的优点是可Hk表示由观测矩阵和状态一步预测值得到的量以迅速自动地对卫星故障做出反映，实时性好；并测值的预测值，与当前时刻观测信息无关。可以证且RAIM算法不需要借助外界信息。缺点在于因为明，无故障发生时卡尔曼滤波的新息rk是零均值白需要足够的冗余信息，RAIM方法一般需要至少5噪声，而其方差为Ak=Hk／+R，其中颗有效卫星观测值

7、才可以进行完好性判断，否则将为一步状态均方差阵，为量测噪声阵。当导致在某些时空点RAIM算法根本无法进行，即产系统发生故障时，rk的均值不再为零。因此通过生RAIM覆盖空洞。当有卫星失效，不能工作，导对新息均值的检验即可确定系统是否发生了故致信号覆盖变差时，这种现象就更加严重。同时障L4J，即GNSS观测信息是否异常。RAIM方法的有效性也会受到星座和用户相对几何由于惯导信息的引入，此方法不存在RAIM算分布的影响。法冗余信息不足的问题。然而，