[发明专利]一种先进的接收机自主完好性监测仿真评估方法及装置

权利要求书

1.一种先进的接收机自主完好性监测仿真评估方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：读取配置文件、GNSS卫星数据及ISM电文数据；

所述配置文件为基准位置；

所述GNSS卫星数据来自GNSS多模接收机，数据类型包括星历数据、历书数据以及伪距数据；为GNSS多模接收机输出的连续数据，本发明使用的是存储设备内记录的GNSS多模接收机输出的连续数据，以二进制文本文件，且以天为单位存储的；

所述ISM电文数据为地面系统提供的完好性支持数据，但由于当前并没有建成的ARAIM地面站，本发明使用的ISM电文数据为模拟仿真数据，即按照ISM标准接口的定义，仿真出相应ISM电文，作为后续处理步骤的输入；

步骤2、对步骤1读取的配置文件、GNSS卫星数据及ISM电文数据进行解析，将配置文件解析为可读的基准位置参数，为后续定位误差处理提供基准位置，将GNSS数据中的导航数据及观测数据解析为可读的明文数据，将ISM电文数据解析为可读的ISM参数数据；

ISM电文参数ISM为ARAIM完好性支持信息，反映了GNSS星座性能的改善；ISM包括用户测距误差，用户测距精度，卫星故障率，星座故障率，连续性偏差，完好性偏差及标志信息；

步骤3、对步骤2解析后的数据进行数据处理，模拟仿真先进的接收机自主完好性监测(ARAIM)算法，通过计算得到飞机的保护级和定位误差；

所述数据处理包括伪距协方差矩阵计算和全可见星位置解算，根据ISM中卫星故障率与星座故障率确定需要监控的故障及故障概率，计算容错位置、标准差与偏置，解分离阈值检验及卡方检验，定位误差计算及保护级解算处理；

步骤4、根据步骤3处理后的飞机定位误差及保护级，评估GNSS系统的准确性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值；

准确性指标测试值计算方法为：取连续时间n天内的定位误差集合，n≥1，将该定位误差集合内的定位误差值升序排序，取排序后定位误差集合内置信度95％所对应的定位误差值，该定位误差值即准确性指标测试值；

可用性指标测试值指运行区间内的可用服务数据百分比，计算方法为：

4.1、计算每个时刻的垂直保护级VPL；

4.2、将保护级与保护级门限比较，如果满足VPL≤VAL条件，则认为服务可用，否则服务不可用；

4.3、取大于等于1天的运行数据，分别统计数据总包数、服务可用包数及服务不可用包数，通过下式计算可用性指标测试值：

其中P_avail为可用性指标测试值，Pa_unavail为服务不可用包数，Pa_total为数据总包数；

完好性指标测试值指通过危险误导信息统计判断设备的服务性能是否满足完好性指标要求，计算方法如下：

4.4、计算每个时刻的垂直保护级VPL；

4.5、当满足VPL＜VAL＜VPE条件时，则认为点落在HMI(Hazardously MisleadingInformation，危险误导信息)区域内；

4.6、取大于等于1天的运行数据，统计落在HMI区域的点的百分比，即误差、保护级、保护级门限三者的关系反应当前的完好性指标；其中VPL为垂直保护级，VPE为垂直定位误差，VAL为保护级门限，HMI为危险误导信息，通过下式计算完好性指标：

其中P_integ为完好性指标，P_HMI为落在HMI区域内的点数，P_total为总点数。

2.根据权利要求1所述的一种先进的接收机自主完好性监测仿真评估方法的装置，其特征在于：

数据读取单元，读取配置文件、GNSS卫星数据及ISM电文数据；

数据解析单元，将数据读取单元中的配置文件、GNSS卫星数据及ISM电文数据进行解析，将配置文件解析为可读的基准位置参数，GNSS数据中的导航数据及观测数据解析为可读的明文数据，将ISM电文数据解析为可读的ISM参数数据；

数据处理单元，对数据解析单元解析后的数据进行处理，模拟仿真先进的接收机自主完好性监测(ARAIM)算法，通过计算得到飞机的保护级和定位误差；

性能评估单元，根据数据处理单元处理后的飞机定位误差及保护级，评估GNSS系统的准确性指标测试值、可用性指标测试值和完好性指标测试值。