一种优化水平保护级的H-ARAIM系统技术方案

本发明专利技术提一种优化水平保护级的H‑ARAIM系统，所述系统包括星座、地面参考站和飞行器，所述地面参考站用于接收星座的卫星坐标数据，并将接收到的卫星坐标数据进行处理为用于飞行器水平保护级计算的输入数据，所述飞行器内置接收机和数据处理器，所述接收机用于接收地面参考站发送的所述输入数据，并将输入数据传输至数据处理器进行如下数据处理：当全可见卫星的定位解与故障子集的定位解的差在故障子集检验统计量的阈值内，则接收机开始计算保护级，保护级的计算进行保护迭代更新。本发明专利技术得到的保护级相较于平均二分法优化8.6％，可用性水平达到目标函数法所能实现程度。

【技术实现步骤摘要】
一种优化水平保护级的H-ARAIM系统
本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种优化水平保护级的H-ARAIM系统。
技术介绍
高级接收机自主完好性监测(AdvancedReceiverAutonomousIntegrityMonitor，ARAIM)是卫星导航增强系统中的重要技术。作为一种典型的机载完好性监测技术，ARAIM利用冗余测量量，迅速检测和排除卫星故障，并及时向用户发出告警。ARAIM允许卫星的测量信号存在可用σURA,i，σURE,i和bnom,i描述的偏差，但是如果信号偏差超出被描述的范围，那么该卫星被认定为故障的。接收机根据ISM信息中的Psat,i和Pconst,j来判断哪些故障模式需要被监测。每个故障模式对应一个移除了被假设故障的卫星信号的子集。ARAIM通过将为子集位置解与全可见星位置解比较来确保导航完好性。如果每个子集解与全可见星位置解的解分离量都在预定阈值内，那么接收机将计算得到如下输出：保护级(ProtectionLevels，PLs)，有效检测阈值(EffectiveMonitorThreshold，EMT)，精度的标准差(Standarddevi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化水平保护级的H‑ARAIM系统，其特征在于，所述系统包括星座、地面参考站和飞行器，所述地面参考站用于接收星座的卫星坐标数据，并将接收到的卫星坐标数据进行处理为用于飞行器水平保护级计算的输入数据，所述飞行器内置接收机和数据处理器，所述接收机用于接收地面参考站发送的所述输入数据，并将输入数据传输至数据处理器进行如下数据处理：计算伪距误差对角协方差矩阵，得到加权矩阵W，根据卫星几何矩阵G和所述加权矩阵W计算全可见卫星的定位解；依据来自接收机从地面参考站中获取的输入参数，计算需要监测的同时出现故障星座个数的最大值和同时出现故障卫星个数的最大值，确定移除轨道面个数最大值，进而得到故障子集数；...

【技术特征摘要】
1.一种优化水平保护级的H-ARAIM系统，其特征在于，所述系统包括星座、地面参考站和飞行器，所述地面参考站用于接收星座的卫星坐标数据，并将接收到的卫星坐标数据进行处理为用于飞行器水平保护级计算的输入数据，所述飞行器内置接收机和数据处理器，所述接收机用于接收地面参考站发送的所述输入数据，并将输入数据传输至数据处理器进行如下数据处理：计算伪距误差对角协方差矩阵，得到加权矩阵W，根据卫星几何矩阵G和所述加权矩阵W计算全可见卫星的定位解；依据来自接收机从地面参考站中获取的输入参数，计算需要监测的同时出现故障星座个数的最大值和同时出现故障卫星个数的最大值，确定移除轨道面个数最大值，进而得到故障子集数；通过全可见卫星的定位解与故障子集的定位解的差，计算每一个故障子集的定位解；每一个故障子集根据卫星个数进行星座层连续性风险分配，以及轨道层连续性风险分配；计算故障子集检验统计量的阈值，当全可见卫星的定位解与故障子集的定位解的差在故障子集检验统计量的阈值内；则接收机开始计算保护级，保护级通过如下方法计算：计算保护级下限、保护级上限，以及保护级上限和保护级下限的中点，当保护级取中点时，若有logPHMIHOR≤logf(HPLlow,init)，则令：循环执行：循环条件为：|HPLlow,new-HPLlow|≤TOLPL，输出保护级：HPL＝HPLlow,new；否则，令：循环执行：循环条件为：|HPLup,new-HPLup|≤TOLPL，输出保护级：HPL＝HPLup,new；其中，PHMIHOR为总完好性预算水平分量，HPLlow为保护级下限，HPLlow,init为保护级下限的起始值，HPLlow,old为保护级下限的终止值，HPLlow,new为保护级下限的更新值；HPLup为保护级上限，HPLup,init为保护级上限的起始值，HPLup,old为保护级上限的终止值，HPLup,new为保护级上限的更新值；HPLmid为保护级上限和保护级下限的中点，TOLPL为保护级计算容限；函数其中，Q为标准高斯分布，Nfaults为故障子集总数，k为第k个故障子集，为标准偏置bnom,i对故障子集k的定位解的影响，为故障子集k的定位解的标准差，pfault,k为故障子集k的先验概率，Tk,q为故障子集k的检验统计量的阈值。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保护级下限通过如下方法计算：其中，PHMIHOR,ADJ为总的完好性风险值与未被监测的风险值之差，为标准偏置bnom,i对故障子集k的定位解的影响，为故障子集k的定位解的标准差，Tk,q为故障子集k的检验统计量的阈值，pfault,k为故障子集k的先验概率，Q-1(p)为标准高斯分布的(1-p)分位数。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志鹏，朱衍波，杜镜天，柳源，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11