[发明专利]一种导航卫星钟慢变故障的卫星自主完好性监测方法

权利要求书

1.一种导航卫星钟慢变故障的卫星自主完好性监测方法，其特征在于步骤如下：

(1)二次多项式拟合：设定拟合窗长N，对窗长内的钟差数据进行二次多项式拟合，求出一阶系数a₁和二阶系数a₂；

(2)监测量计算：计算相邻时刻一阶系数a₁的变化量Δa₁和每隔N个历元的一阶系数a₁的变化量ΔNa₁；

(3)跳变虚警监测：在进入慢变监测前，利用跳变型故障的特征，将跳变型故障从慢变型故障中分离出来；

所述的跳变型故障分为两种，分别是Jump型跳变和Step型跳变；Jump型跳变会引起a₂、Δa₁均超过各自门限，但是并不会使其连续超过门限；Step型跳变，Δa₁会在故障起始时刻和当窗完全覆盖故障段的时刻发生对称性的跳变；

利用跳变型故障的特征，将跳变型故障从慢变型故障中分离出来，具体为：若a₂超过一次门限，则将标志ErrorJump置1，若在下一时刻未超过门限，则将标志ErrorJump送入慢变监测中；否则将标志ErrorJump置零；

若Δa₁超过一次门限，则将标志ErrorStep置1，并记录当前时刻i，若在下一时刻未超过门限，则将标志ErrorStep送入慢变监测中；否则将标志ErrorStep置零；

若在i+N时刻且ErrorStep被置1时，Δa₁超过门限，则将标志ErrorStep送入慢变监测中，否则将标志ErrorStep置零；

(4)利用监测量对卫星钟差进行慢变监测；

所述的慢变监测分为两级，分别为第一级监测和第二级监测，数据依次进入两级监测中；

所述第一级监测具体为：

当钟差出现比较大的慢变故障时，即a₂、Δa₁同时超过其门限，进而触发第一级监测，并将标志LRampFlag置1；同时，连续监测LRampFlag三个历元，如果LRampFlag连续三个历元均为1，且没有跳变虚警标志，则告警并产生完好性标志，否则将LRampFlag标志置0；

跳变虚警标志是指ErrorStep以及ErrorJump，没有跳变虚警标志是指标志ErrorJump和标志ErrorStep均不为1；跳变虚警标志存在是指标志ErrorJump为1或标志ErrorStep为1；

所述第二级监测具体为：

当钟差慢变速率减小至无法触发第一级告警，且没有完好性告警时，此时连续监测ΔNa₁；若连续四历元ΔNa₁超过其门限，且没有跳变虚警标志，则告警并产生完好性标志；

如果此时跳变虚警标志存在，则继续监测；若连续N历元ΔNa₁超过门限，且跳变虚警标志为零，此时告警并产生完好性标志；

(5)输出完好性标志：无论哪一级的监测进行告警，均输出完好性标志。

2.根据权利要求1所述的一种导航卫星钟慢变故障的卫星自主完好性监测方法，其特征在于：步骤(1)所述的二次多项式拟合，通过以下方法实现：

卫星钟差通过如下二次多项式进行表述，即

ΔT＝a₀+a₁t+a₂t²/2

其中，ΔT为钟差，单位为s；a₀为时钟偏差，单位为s；a₁为时钟漂移，单位为s/s；a₂为漂移率，单位为s/s²；t为时间间隔，对一个拟合窗长N的钟差数据求其平均斜率，即求得该段钟差二次多项式的一阶系数a₁项，再求a₁的平均斜率即得到a₂，若窗长N中钟差数据为ΔT₁～ΔT_N，记其平均斜率为a_1,1，则有依次计算a_1,2～a_1,N，再求a₁的平均斜率，即