[发明专利]一种北斗二代接收机自主完好性实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种北斗二代接收机能够进行自主式完备性检测的方法。

背景技术

2007年4月14日4时11分，一颗“北斗二号”导航卫星从西昌卫星发射中心被用“长征三号甲”运载火箭送入太空。由此，拉开了我国部署“北斗二号”卫星导航系统的序幕。

“北斗二号”卫星导航系统是在“北斗一号”的基础上建设的卫星导航系统，但它不是“北斗一号”的简单延伸。完整建成的“北斗二号”卫星导航系统是一个类似于GPS和GLONASS的全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间卫星系统、地面运控系统和用户应用系统三大部分组成。5颗静止地球轨道(GEO)卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。北斗卫星导航系统的基本工作原理是：空间段卫星接收地面运控系统上行注入的导航电文及参数，并且连续向地面用户发播卫星导航信号，用户接收到至少4颗卫星信号后，进行伪距测量和定位解算，最后得到定位结果。分布国土内的监测站负责对其可视范围内的卫星进行监测，采集各类观测数据后将其发送至主控站，由主控站完成卫星轨道精密确定及其它导航参数的确定、广域差分信息和完好性信息处理，形成上行注入的导航电文及参数。

虽然北斗二代的卫星提供广域差分信息和完好性信息，但是不可避免的存在有异常，导致定位误差很大，并且由于北斗二代有5颗GEO分布于赤道上空，所以在趋近于赤道附近，卫星的几何结构差，从而导致完好性算法中的漏警率较大，定位精度降低。

为了针对北斗二代中上述所具有的特点，为了将完好性异常可能地降低到最低限度，需要用户自主式完备性检测，从而能够在卫星发生异常的情况下，能够实时、独立地检测出来，满足导航定位的需要。

发明内容

本发明的目的是，针对北斗二代定位系统自身的特点，提供一种粗差探测和剔除的完好性实施方法，从而保证导航定位的连续性和正确性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明包括以下步骤：

步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序；

步骤二，选择贡献最大的6颗卫星进行解算；

步骤三，根据已选择的6颗卫星的观测方程，形成奇偶空间矢量，基于奇偶矢量构成检验统计量；

步骤四，根据奇偶空间矢量的RAIM算法，对故障进行检验和识别；若经检验后发现这组卫星中没有故障，则利用已选择的6颗卫星进行定位；若经检验后发现这组卫星中有故障，则将故障卫星剔除，选择下一颗GDOP贡献大的卫星，并利用新选择的6颗卫星定位。

接着，重复步骤三和步骤四，直至选定无故障且GDOP贡献大的6颗卫星。

采用上述技术方案的本发明，具有以下优点：

1.根据北斗二代卫星的结果特点，按照每颗星对GDOP值的贡献选择，所以保证了卫星的几何结构良好，从而降低了完好性算法的漏检率；

2.由于选择6颗星进行导航定位，大大降低了定位解算量；

3.根据二代的卫星结构，若所有可视卫星进行导航定位，可能导致GDOP值较大，本发明避免了此缺点，从而使定位精度比较高。

附图说明

附图为本发明的整体流程图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括以下步骤：

步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序。在此步骤中，首先根据二代伪距观测模型可表示如下：

y＝Hx+ε    (1)

其中，y是观测伪距与近似计算伪距差值的n维矢量，n为卫星数；H是n×4维的系数矩阵；x是4维待参数矢量，包括3个用户位置改正参数和1个接收机钟偏改正参数；ε是n维观测伪距噪声矢量，若存在偏差，则以ε+b表示。

设Hm为选择m颗卫星定位时的观测矩阵，从m颗卫星中去掉第i颗星(i-1，…，m)，得到m-1颗卫星的观测矩阵Gⁱ_m-1。，两者有如下关系

H^T_mH_m＝Hⁱ_m-1^THⁱ_m-1+h^T_ih_i    (2)