[发明专利]一种多星座组合导航系统的故障识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航系统的故障识别方法，尤其是涉及一种多星座组合导航系统的故障识别方法。

背景技术

GPS系统(全球卫星导航系统)在世界上已经得到了广泛的应用，在GPS系统中，多星座组合导航系统具有较高的导航定位精度和良好的定位性能及可靠性，使其提供的导航服务可以达到原先必须使用增强系统才能有的水准。

然而，当多星座组合导航系统存在故障卫星或长时间的假锁等各种原因导致系统的误差超过允许的极限时，将不能胜任导航工作。目前导致卫星导航系统定位出现故障的原因主要有如下几种：

1)卫星导航的定位精度受卫星数目及其几何分布的影响，GPS系统在存在卫星数目不多且定位几何分布不好的地区，性能将会恶化；

2)卫星导航系统庞大而复杂，系统的软、硬件故障也会使卫星导航定位误差增大，以致影响飞机飞行安全；

3)GPS系统的拥有国为了自己的国家安全利益，曾经采取一些限制定位精度的措施，当今后发生军事冲突和战争的情况下，很难保证拥有国为了军事利益而不采用类似措施；

4)外界环境中的电磁波、电离层变化及以自然干扰、人为干扰，特别是敌意干扰也会影响卫星导航的可靠性。

对故障的识别和完好性的增强主要是采用监测技术，提供实时报警能力。实现系统完好性的方法可分为两类，一类是内部方法，另一类是外部方法。内部方法是用接收机内部传感器信息来实现完好性监测，即RAIM。

申请号为CN 200610165465.8的发明专利申请就公开了一种基于多星故障识别的GNSS接收机自主完整性监测方法，有以下步骤：a.进行自主完整性的可用性分析；b.进行单星、多星故障判断：将检测统计量与单星或多星检测门限比较，如未超过任何门限，表明当前无故障，继续监测；如超过门限，决定进入相应的故障识别步骤；c.进行单星、多星故障识别：单星时用特征偏差线法进行故障识别，多星时用假设验证法进行故障识别；d.进行排除验证：在已选卫星组合中剔除掉故障卫星，重复步骤a、步骤b；如未发现故障则表明步骤c正确，已排除故障卫星；如发现新故障则表明步骤c失败，需对具体情况进行分析：如是单星故障排除时失败，则可能是多星故障；如是多星故障排除时失败，则认为当前时刻测量数据无法完成完整性监测。具备上述步骤的基于多星故障识别的GNSS接收机自主完整性监测方法，存在识别和排除故障卫星的成功率低的严重缺陷。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术中的不足，提供一种性能可靠、识别和排除故障卫星的成功率高的一种多星座组合导航系统的故障识别方法。

为解决现有技术中的问题，本发明一种多星座组合导航系统的故障识别方法，包括以下步骤：

1)进行多星座系统时和空间坐标的统一

1.1)进行多星座系统时的统一：根据每一星座的系统时与UTC(世界统一时间)之间存在的固定转换关系，将不同星座的系统时进行粗略的解算，统一所有星座系统的系统时间；各星座的系统时与UTC之间的钟差由下述的伪距观测方程得到：