[发明专利]区域或全球导航卫星系统中的鲁棒的及改进的空间信号精度参数的计算

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算区域或全球导航卫星系统(GNSS)中的鲁棒的及改进的空间信号精度(SISA)参数的方法。

背景技术

全球导航卫星系统可以精确地确定地面或空中的位置。全球导航卫星系统(GNSS)，举个例子，例如因取名“伽利略(Galileo)”而更被熟知而实际上是构建的欧洲卫星导航系统，包括了多个卫星和一个控制系统。

全球导航卫星系统(GNSS)的精度取决于一些参数，其中一个参数是每个卫星轨道信息和卫星时钟相对于系统时间的时间误差的质量。该质量通过空间信号精度(SISA)来表达。尽管这种表述涉及到用于伽利略GNSS体系的术语SISA，本发明并不仅限于这种系统并且该术语应以广义理解。特别地，用于NAVSTAR-GPS GNSS的相应的参数被称为用户距离误差(URE)。

SISA是用于描述GNSS导航信号的实际质量的最重要的参数并且被GNSS定期广播。尽可能小的具有高可信度的安全值对所有导航服务来说是很关键的，这是因为用户以基于该参数做出导航决定-部分甚至用于重要操作-的方式信任该参数。因此必须保证该参数的高可信度。

来自于伽利略工程体系的计算SISA的传统方法包括两个步骤：

(1)确定空间信号误差(SISE)样本和

(2)所得到的分布的超限(overbounding)。

然而，这种计算方法具有一些缺点：

·误差的确定是非常保守的；

·由于确定过程而在总体概率密度中具有奇异点(双峰)，这使得适当的超限被阻止；

·超限结果对由人工选择或由不合适的方法所选择的应用的配置参数非常敏感。

由于已知的缺点该方法不能达到最终所需要的可信度是非常可能的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种计算具有鲁棒性的SISA参数的方法，同时比传统方法性能更好。

该目的通过独立权利要求的主题得以实现。更进一步的实施例通过从属权利要求示出。

根据本发明的SISA计算方法可包括下述三个步骤中的一个或多个，这三个步骤中的单独的步骤都已经适于克服主要的限制：

(1)通过不那么保守的适应性方法对总体SISE样本进行确定，并且得到没有奇异点的误差分布。

(2)通过使用配置参数(带宽)的数据驱动(自动的)选择的非参数方法对总体SISE密度的密度函数进行估计。

(3)对伽利略或具有多余量的成对超限中的函数进行超限。

该方法的步骤(1)给出了更真实的误差分布(单峰的)，允许探测相应的性能余量，同时仍然能够确保保守性。由该方法获得的性能余量可以上升到5-10％。

步骤(2)是对总体分布中的奇异点鲁棒的密度估计策略。因此步骤(2)还可以被应用于利用传统方法获得的分布。此外，步骤(2)的结果不取决于任何配置参数。因此，不需要弱调整假定。

步骤(3)是相对于被估密度定义的超限的正确数值应用。对传统方法来说则不是这种情况。因此所提出的策略的结果的可信度可以被保证。在步骤(2)中，总体数据的专门的依赖性由带宽选择器的属性所处理，而传统方法则应用经验方法(thumb method)规则来解决该问题。

应该注意的是本发明涉及一种技术过程，该技术过程由术语“计算”来表述。本发明的技术过程处理轨道确定的中间结果以及GNSS的时间同步元素(element)并且计算来自于这些结果的SISA参数，这些结果可以被GNSS接收机和定位设备使用以高精度估计出GNSS的完整性风险。

本发明的实施例涉及一种计算区域或全球导航卫星系统中的鲁棒的及改进的空间信号精度参数的方法，包括下述操作中的至少一个：

确定单独的空间信号误差向量；

将该单独空间信号误差向量映射到服务区；

累积经验样本集；

处理被累积的样本集的估计的密度函数；

对伽利略超限或具有多余量的成对超限中的密度函数进行单独超限；并且

根据预定要求选择最差的情况。

本发明的进一步的实施例涉及一种计算机程序，当该程序由计算机执行时，该程序实现如上所述根据本发明的方法且能够计算区域或全球导航卫星系统中的鲁棒的及改进的空间信号精度参数。该计算机程序可以被例如安装到GNSS的控制部分内的计算设备中，例如，NAVSTAR-GPS或者即将完成的欧洲GNSSGALILEO的控制部分。