[发明专利]ARAIM聚类分布改进

说明书

ARAIM聚类分布改进。GNSS接收机包括至少一个处理设备，其配置成在至少一个第一过程中：将卫星分组到第一分布的子集中，每个卫星被包括在一个子集中，每个子集包括至少一个卫星和少于全部的卫星，至少一个子集包括多于一个卫星；将第一分布存储在存储器中作为初级分布；基于使用第一分布计算的导航子解来计算保护水平；确定否是需要卫星的新分布；当不需要新分布时，处理设备配置成基于使用第一分布计算的第二导航子解来重新计算保护水平；当需要新分布时，处理设备配置成：将卫星分组到第二分布的子集中；将第二分布存储在存储器中作为初级分布；基于使用第二分布计算的第三导航子解来重新计算保护水平。

相关申请的交叉引用

本申请要求特此通过引用被并入本文的于2016年9月21日提交的美国临时专利申请序列号62/397,874的优先权的权益。

本申请与特此通过引用并入本文的于2015年11月13日提交的美国临时专利申请序列号62/254,873有关。

本申请与特此通过引用并入本文的于2015年3月16日提交的标题为“SATELLITESUBSET SELECTION FOR USE IN MONITORING THE INTEGRITY OF COMPUTED NAVIGATIONSOLUTIONS”的美国专利申请序列号14/658,372（律师档案号H0045890-5473）（在下文中是'372申请）有关。

本申请与特此通过引用被并入本文的于2016年7月27日提交的标题为“SMARTSATELLITE DISTRIBUTION INTO ARAIM CLUSTERS FOR USE IN MONITORING INTEGRITY OFCOMPUTED NAVIGATION SOLUTIONS”的美国专利申请序列号15/221,399（律师档案号H0052923-5473）有关。

背景技术

几个全球导航卫星系统（GNSS）应用（例如安全关键应用）要求GNSS接收机监视GNSS接收机的计算解（computed solution）的完好性。计算解的完好性是可被置于计算解的正确性中的信任的水平。监视计算解的完好性保护用户免受从坏的几何结构、卫星故障等产生的、还没有被系统地面监视网络识别的位置错误。

例如接收机自主完好性监视（RAIM）之类的当前的完好性监视方案通过检查一组冗余测量的一致性来确定在卫星测量中是否存在故障。完成这个的一种方式是通过使用解分离方法。RAIM的解分离方法基于计算在“全解（full-solution）”导航解和一组导航“子解（sub-solution）”之间的差，所述“全解”导航解使用所有可见卫星（包括数量为N的可见卫星）被再现（render），所述导航“子解”每个使用数量为N-1的可见卫星被再现。在计算该组导航子解时，RAIM一次仅呈现一个卫星故障。然而，在引入新全球导航卫星系统（GNSS）星座（例如伽利略、北斗等）和继续使用现有的GNSS星座（例如全球定位系统（GPS）、GLONASS等）的情况下，在给定的时间下更可能的是可存在多个同时卫星故障。此外，还将需要通过未来的完好性监视方案来考虑整个星座故障。

响应于多于一个故障同时出现的可能性，开发了高级接收机自主完好性监视（ARAIM）。ARAIM基于解分离方法，但是其被修改以包括多个故障和星座故障。对于需要被监视的每个故障，创建不包括故障相关测量的导航子解。例如，如果需要监视双故障（两个同时的单个故障），则需要创建基于移除2个卫星的所有可能的组合的一组子解。然而，增加可见卫星的数目和同时故障的较高概率（如从新星座预期的）可明显增加需要被创建的子解的数目。这继而将对算法的计算要求具有大的影响，从而导致更加昂贵的芯片。

发明内容

本公开的实施例提供用于使用ARAIM来减小GNSS接收机的计算负荷的系统和方法，且将通过阅读并研究下面的说明书而被理解。