一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法
【专利摘要】一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法，利用星载导航接收机接收的伪距信息构造能够反映观测数据质量的统计检测量，并根据系统的指标要求及统计量所服从的分布构造检测门限，从而进行故障星检测。本发明方法通过一次观测阵的QR分解，基于最小二乘方法构造奇偶空间的统计检测量，并在奇偶空间进行可用性判断、故障检测、故障识别。本技术具有更快的反应速度、更加节省资源，更加适合星载应用。
【专利说明】一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星应用领域，涉及一种对卫星搭载的导航接收机进行完好性监测的方法。
【背景技术】
[0002]星载导航接收机是卫星测控分系统中的重要组成部分，主要用于实时定位、校时、定轨、相对定位，其性能及功能对实现卫星任务的闻分辨率、闻精度、闻稳定和闻可罪性等指标要求具有至关重要的影响。但是由于受电离层闪烁及导航星异常等因素的影响，星载导航接收机可能会出现伪距异常的现象，从而引起导航接收机的完好性问题。而卫星将导航接收机数据引入控制回路进行使用时，很有可能因为自主完好性问题导致卫星应用导航数据时出现偏差。特别是在卫星进行姿态轨道控制时，可能导致卫星偏离正常轨道，甚至影响航天任务的成败。为此，确保星载导航接收机自主完好性至关重要。
[0003]奇偶空间方法在航空领域应用较为广泛，是美国航空无线电技术委员会的推荐算法。而由于航天资源更加紧张，该方法占用了较大的时间资源，对于目前的资源处理器来说资源不充裕，及对RAM (自主完好性监测)星载应用的必要性认识不充足的原因，目前星载导航接收机中没有应用自主完好性监测技术，在航天领域的应用也没有文献涉及。因此，开展星载导航接收机RAM方法研究尤为重要和迫切。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种适用于星载导航接收机的RAIM改进方法，该方法能够克服传统奇偶空间方法占用资源较大的问题，提高导航接收机完好性监测的效率。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法，步骤如下:
[0006](I)预先设定定位误差警报限值PAL、误检概率Pfa和漏警概率Psffi ;其中定位误差警报限值用于描述所能容忍的最大定位误差，误检概率表示导航接收机伪距测量正常但提示工作不正常的概率，漏警概率表示没有检测到导航接收机测量错误的概率；
[0007](2)求解线性化定位矩阵方程式y=Hx+e，得到未知参数的最小二乘估计δ X= (H1H) Hrfy,并据此对未知参数进行更新Xk=Xlrf+ δ χ,直至未知参数χ的迭代更新收敛到了所需精度后进入步骤(3);其中y为η维伪距残余列向量，代表实际测量伪距与预测伪距的差值；HSnX4维由各导航卫星至导航接收机的方向余弦向量构成的线性化矩阵；χ表示4维由导航接收机的位置坐标和时钟偏差构成的状态列向量；ε为η维观测伪距噪声向量；η为可视导航卫星的个数；k代表当前历元正在进行的牛顿迭代次数；
[0008](3)判断PPL是否小于PAL，若小于则转步骤(4)，否则退出；
【权利要求】
1.一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法，其特征在于步骤如下: (O预先设定定位误差警报限值PAL、误检概率Pfa和漏警概率Pm ;其中定位误差警报限值用于描述所能容忍的最大定位误差，误检概率表示导航接收机伪距测量正常但提示工作不正常的概率，漏警概率表示没有检测到导航接收机测量错误的概率； (2)求解线性化定位矩阵方程式y=Hx+e，得到未知参数的最小二乘估计δ X= (H1H) Hrfy,并据此对未知参数进行更新Xk=Xlrf+ δ χ,直至未知参数χ的迭代更新收敛到了所需精度后进入步骤(3);其中y为η维伪距残余列向量，代表实际测量伪距与预测伪距的差值；HSnX4维由各导航卫星至导航接收机的方向余弦向量构成的线性化矩阵；χ表示4维由导航接收机的位置坐标和时钟偏差构成的状态列向量；ε为η维观测伪距噪声向量；η为可视导航卫星的个数；k代表当前历元正在进行的牛顿迭代次数； (3)判断PPL是否小于PAL，若小于则转步骤(4)，否则退出；
2.根据权利要求1所述一种适用于星载导航接收机的自主完好性监测方法，其特征在于:所述的步骤(2)每步迭代中未知参数χ的求解采用最小二乘估计的方式。
【文档编号】G01S19/20GK103592656SQ201310488003
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】隋叶叶, 柳涛, 王烁, 陆华, 岳富占 申请人:航天恒星科技有限公司