GPS接收机自主完好性监视算法研究及仿真

随着GPS等卫星导航技术的广泛应用,在实际导航中对接收机的导航定位精度,尤其对定位的有效性提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监视(RAIM)进行保障,而且该方法日益凸显出其优越性。常用的自主完好性监视方法有伪距比较、最小二乘残差估计以及Parity方法,本文针对最小二乘残差估计方法实现的RAIM算法进行了研究和仿真,图形和数据化的仿真结果充分证明了该方法的可行性。     

GPS动态导航接收机自主完好性监测算法

针对目前GPS接收机自主完好性监测方法受到许多假设的制约这一问题,该文根据已有的导航系统可靠性研究,基于非理想故障模式以及故障分布参数的不确定性,利用先验概率模型对卫星和接收机异常建模;采用该模型,建立了基于误警率及漏检率的最小风险代价任意目标函数,以对残差统计量分析进而优化选取阈值;最后对快照接收机自主完好性监测法以及利用贝叶斯更新得到后验故障概率的多步完好性监测算法进行分析,具有一定的参考意义,多步算法将会进一步丰富GPS完好性结构。仿真实验结果表明,在每个几何条件下用反复试验法可进行阈值的搜索,达到比传统接收机自主完好性监测方法更好的效果。     

观测量非等权模型RAIM可用性算法研究

针对基于最小二乘残差估计的接收机自主完好性监测(RAIM)算法,结合伪距单点定位多采用观测量非等权模型,提出一种观测量非等权模型RAIM可用性算法,对实际计算具有借鉴意义。通过实测数据,分析了等权模型和非等权模型RAIM可用性算法对卫星几何分布的估计情况,验证了观测量非等权模型RAIM可用性算法的可行性。     

提高星载GPS接收机RAIM算法运行效率的方法研究

文中分析最小二乘残差方法和奇偶空间方法的原理和方法,分别针对两种方法中的故障检测统计量构造、可用性判断、故障检测与故障识别等4个模块的运算量进行比较。提出一种基于最小二乘方法构造检测统计量的奇偶空间改进方法,该方法能够提高RAIM算法运算效率,并利用工程样机对算法进行实际验证。试验结果,表明在满负荷运算的情况下,即在导航星数目为12颗时,改进算法的运行时间仅为24.8 ms,相比最小二乘残差方法和奇偶空间方法运行时间分别减少64 ms和10 ms,运算效率更高,更加适合星载GPS接收机使用。     

基于加权奇偶矢量的伪卫星辅助北斗定位完好性监测算法

伪卫星能够为导航星座提供额外的观测信号,利用冗余观测量将帮助用户自主完成故障的检测与识别,在部分卫星星座几何分布不良的情况下,仍能获得基本的导航服务。本文针对伪卫星参与定位下的接收机自主完好性问题展开了研究,分析了伪卫星辅助北斗定位模式下的完好性监测算法,给出了相应的故障检测识别算法及用户误差保护级计算方法,分析了相应配置下的算法性能,有效降低了故障检测概率和系统完好性保护级xPL。     

基于信噪比加权的丹麦法抗差导航模型研究

在接收机自主完备性算法（RAIM）中粗差探测和剔除最为关键。针对原有算法的不足,提出将基于信噪比加权丹麦法用于接收机自主完备性监测中。利用迭代最小二乘估计对故障卫星进行降权处理,以达到隔离的效果。对算法进行数学建模,描述了算法的流程;利用实测数据进行验证表明：该方法计算速度快且精度也有所提高,具有一定的参考价值。     

基于星间链路支持的导航卫星自主完好性监测设计仿真

针对导航卫星在区域完好性监测网可视弧段之外难以实现基于地面监测站的系统级完好性监测问题,提出一种基于星间链路辅助支持的导航卫星自主完好性监测方法。该方法通过利用星间组合观测值,分离星钟误差和星历误差,采用基于平稳时间序列的非稳态异常检测算法对导航卫星星载原子钟相位抖动及频率的异常漂移进行监测;采用基于轨道先验信息的非中心化开方分布异常检测算法对轨道异常机动进行监测,并利用星间链路组合观测量对卫星自主完好性监测及其对全球用户完好性性能的提升作用开展仿真分析与研究。仿真计算结果表明:该方法可以在地面监测网不可视弧度内有效减小空间段卫星部分的故障漏检概率以及系统完好性风险,缩短完好性告警时间,提高全球卫星导航系统的完好性服务水平。     

卫星自主完好性监测技术

介绍了卫星导航定位系统完好性监测的主要技术手段,阐述了完好性监测技术对卫星导航定位系统的作用和影响.针对卫星自主完好性监测的性能需求和地基完好性监测的技术现状,参考国外最新卫星载荷情况,提出了通过接收卫星导航信号旁后瓣能量进行卫星自主完好性监测的实现方案.通过技术分析,得出了该方案是经济可行的结论.提出了我国卫星导航定位系统建设应具备或应具有扩展卫星自主完好性监测能力的建议.     

卫星自主完好性监测技术

介绍了卫星导航定位系统完好性监测的主要技术手段,阐述了完好性监测技术对卫星导航定位系统的作用和影响.针对卫星自主完好性监测的性能需求和地基完好性监测的技术现状,参考国外最新卫星载荷情况,提出了通过接收卫星导航信号旁后瓣能量进行卫星自主完好性监测的实现方案.通过技术分析,得出了该方案是经济可行的结论.提出了我国卫星导航定位系统建设应具备或应具有扩展卫星自主完好性监测能力的建议.     

抗差加权整体最小二乘模型的牛顿-高斯算法

基于加权整体最小二乘的牛顿-高斯迭代算法,提出了一种抗差加权整体最小二乘模型。利用标准化残差构造权因子函数,并采用中位数法获得具有抗差性的单位权中误差估值,能同时实现观测空间和结构空间抗差。为获得标准化残差,利用线性近似的协因数传播律推导了加权整体最小二乘残差协因数阵的表达式,并给出模型的迭代计算方法。试验结果表明:对于加权整体最小二乘的粗差处理问题,本文提出的方法具有良好的抗差性能,参数估值与不含粗差时加权整体最小二乘的结果没有显著的差异,性能优于直接由残差构造的稳健加权整体最小二乘模型。