[发明专利]一种GNSS接收机自主完好性监测方法

权利要求书

1.一种GNSS接收机自主完好性监测方法，其特征在于，采用容积卡尔曼滤算法预测导航系统的状态估计值并更新量测信息，根据容积卡尔曼导航滤波器若干历元之前的新息及其方差-协方差阵进行新息外推构建每一外推时刻的检验统计量，收集多个外推时刻的检验统计量以构建综合数据库，采用机器学习法判别当前外推时刻的检验统计量进而确定故障卫星编号，在机器学习法判别当前外推时刻故障时，更新综合数据库中的故障数据库，从更新后的综合数据库中提取用于下一次机器学习的法则，

其中，根据容积卡尔曼导航滤波器若干历元之前的新息及其方差-协方差阵进行新息外推构建每一外推时刻的检验统计量的表达式为：T_avg,t为外推时刻t的检验统计量，v_k-m、A_k-m为k-m历元新息及其方差-协方差阵，A_avg^-1为k-m历元新息方差-协方差逆矩阵的求和平均值，R_k-m为k-m历元的量测噪声方差阵，m为历元编号变量，M为历元总数，2n为容积点总数，为k-m历元量测值的第i个容积点，为k-m历元量测估计值的第i个容积点。

2.根据权利要求1所述一种GNSS接收机自主完好性监测方法，其特征在于，采用容积卡尔曼滤波算法预测导航系统的状态估计值并更新量测信息包含时间更新和量测更新：

时间更新：

对k历元状态误差的方差-协方差矩阵P_k/k进行Cholesky分解得到k历元状态误差的方差-协方差矩阵的下三角矩阵S_k/k，按照表达式：选取k历元状态估计值的第i个容积点为k历元的状态估计值，ξ_i为第i个容积点的权重参数，2n为容积点总数，k历元状态估计值的第i个容积点经状态转移函数传递得到的k+1历元状态估计值的第i个容积点为f(·)为导航系统的状态转移函数，w_k、Γ_k为k历元的系统噪声及其驱动矩阵，根据k历元状态预测的k+1历元状态的时间更新一步预测值为k+1历元状态误差的方差-协方差阵P_k+1/k为Q_k为k历元的系统噪声方差阵；

量测更新：

对k+1历元状态误差的方差-协方差矩阵P_k+1/k进行Cholesky分解得到k+1历元状态误差的方差-协方差矩阵的下三角矩阵S_k+1/k，k+1历元状态估计值的第i个容积点为k+1历元状态估计值的第i个容积点经量测函数传递得到的k+1历元量测估计值的第i个容积点为h(·)为导航系统的量测函数，v_k+1为k+1历元的量测噪声，k+1历元的量测估计值为k+1历元状态的滤波估计值为k+1时刻的状态误差方差-协方差估计值为：z_k+1、为k+1历元的量测值和量测估计值，K_k+1为k+1历元的滤波增益，为k+1历元的量测误差方差-协方差阵，R_k+1为k+1历元的量测噪声方差阵为k+1历元的预测的互相关方差-协方差阵，为k+1历元状态时间更新一步预测值的第i个容积点，为k+1历元量测估计值的第i个容积点。

3.根据权利要求1所述一种GNSS接收机自主完好性监测方法，其特征在于，采用机器学习法判别当前外推时刻的检验统计量进而确定故障卫星编号的方法为，采用机器学习法则判定当前外推时刻故障时，新息方差阵-协方差阵主对角线上最大元素对应的卫星编号为故障卫星编号。

4.根据权利要求1所述一种GNSS接收机自主完好性监测方法，其特征在于，更新综合数据库中的故障数据库的方法为将当前外推时刻故障数据库最末端时刻的故障数据替换为当前外推时刻的检验统计量。

5.根据权利要求1所述一种GNSS接收机自主完好性监测方法，其特征在于，所述量测信息为GPS的伪距观测值。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1所述的GNSS接收机自主完好性监测方法。

7.一种GNSS接收机，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的GNSS接收机自主完好性监测方法。