[发明专利]一种高级接收机自主完好性监测的星座动态选择方法

摘要

本发明公布了一种针对高级接收机自主完好性监测的星座动态选择方法，属于卫星导航技术领域，ARAIM是基于多星座卫星导航系统的接收机端故障诊断和完好性监测技术，针对不同卫星导航系统空间星座几何构型差异会导致故障子集定位差异增大，直接导致ARAIM全球可用性降低的问题，提出了一种星座动态选择方法。对不同星座的几何构型进行评估和排序，选择空间星座最佳的两个系统进行定位解算和完好性监测。本方法可以有效降低不同系统空间构型差异对ARAIM可用性的影响，提高ARAIM可用性，同时降低计算复杂度，提高完好性监测的计算效率的特点。该方法适合于卫星导航接收机的自主完好性监测应用，同样的思想适用于其它信号系统的故障诊断和完好性监测。

主权项

1.一种针对高级接收机自主完好性监测的星座动态选择方法，其特征在于：具体包含步骤如下：步骤1，通过机载导航接收机接收多星座卫星导航信号和ARAIM的地面控制系统提供的完好性支持信息ISM；步骤2，导航接收机卫星导航信号进行下变频、基带信号处理和数据解调，得到各颗卫星的信息包括星历和伪距，进行初次定位解算；步骤3，利用星历计算得到每颗卫星的仰角θ_j,k和方位角α_j,k，同时分别计算每个卫星导航系统的空间星座几何分布矩阵G_j，其中，下标j表示第j个卫星导航系统，下标_j,k表示第j个卫星导航系统的第k颗卫星；步骤4，对卫星导航系统的星座空间几何分布进行评估，并按照评估结果进行排序，选择评估结果最佳的两个星座参与最终的定位解算和完好性监测；步骤5，选择步骤4中选定的两个星座的卫星，利用星历信息和伪距信息再次进行定位解算，得到无故障下的定位结果和对应的位置估计矩阵；步骤6，根据参与定位的卫星数和ISM的值，通过多假设解分离方法得到故障模式的数量、对应的子集和对应子集的故障概率；步骤7，对每个子集进行容错定位解算，得到每个子集对应的位置估计矩阵，定位结果的方差、解分离门限、以及定位结果与无故障全集下定位结果的差值的方差；步骤8，对每个子集的定位结果进行门限检测，若所有子集均通过门限检测，则进入第九步；若有子集没有通过门限检测，则标记对应的卫星为不健康，执行隔离处理，不再参与任何定位解算，所在卫星导航系统重新计算空间星座几何分布矩阵G_j，进入步骤4；步骤9，计算保护水平、垂直定位精度和有效监测门限EMT，和可用性指标的判据进行比较，若全部满足，则进入步骤10；反之则进入步骤11；步骤10，判定高级接收机自主完好性监测ARAIM当前历元可用，输出定位结果、保护水平、垂直定位精度和EMT，进入下一历元的定位解算和完好性监测；步骤11，判定ARAIM当前历元不可用，则进入下一历元的定位解算和完好性监测。