[发明专利]一种选星优化的高级接收机自主完好性监测方法

摘要

本发明公布了一种选星优化的高级接收机自主完好性监测方法，属于卫星导航技术领域；高级接收机自主完好性监测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，ARAIM通过接收多星座卫星的观测量来提供更严格的完好性水平，但是过多卫星的参与会增加需要监测的故障模式，扩大保护水平；此外，先验故障概率大的卫星会增加发生故障的概率；上述情况均容易导致ARAIM可用性下降。本发明提出一种基于选星优化的ARAIM方法，根据星座的几何精度因子和卫星的故障先验概率等优化空间卫星星座，提高ARAIM可用性，简化计算复杂度。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采用多假设解分离的信号系统。

主权项

1.一种选星优化的高级接收机自主完好性监测方法，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，导航接收机进行下变频、基带信号处理和数据解调，得到各颗卫星的星历以及伪距信息，进行初次定位解算，卫星数量为N，计算得到每颗卫星的仰角θ和方位角α，以及当前时刻空间卫星星座几何分布矩阵G，计算高程精度因子VDOP，记为V_DOP,0；步骤3，根据系统要求确定需要排除的卫星数量为M，执行步骤4；若当前卫星数量已经满足系统要求，则执行步骤6；步骤4，采用排列组合的方法，在N颗卫星中选择M颗卫星，共种卫星组合，计算每种卫星组合的选星系数，将选星系数最大的组合所对应的卫星排除，剩余(N‑M)颗卫星参与后续操作；步骤5，利用步骤4得到的卫星再次进行定位解算，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，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9步；若有子集没有通过门限检测，则执行故障隔离处理，剩余N'颗卫星重新执行第3步；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。