一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法及检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法及检测系统，该方法包括：完成初始标准卫星参数与北斗卫星参数的聚类匹配；对多种初始标准卫星参数和相应的卫星特定参数阀值计算模型进行关联；计算北斗卫星的卫星特定参数阀值范围和北斗卫星的卫星特定参数；判断北斗卫星的卫星特定参数是否在卫星特定参数阀值范围内，若否，则判断北斗卫星的卫星特定参数为故障参数，以丢弃该故障参数。本发明专利技术实时接收卫星特定参数，计算卫星特定参数阀值范围，并对两者对比，以判断卫星特定参数是否是故障参数，能够完全适用北斗卫星混合星座。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法及检测系统
本专利技术涉及北斗导航系统检测
，尤其涉及一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法及检测系统。
技术介绍
在全球卫星导航系统完好性检测中，一般使用多参考接收一致性检测的B值算法。然而，在北斗导航系统中，卫星为混合星座，除了有27颗中地球轨道(MEO)卫星外，还有5颗静止轨道(GEO)卫星和3颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星。传统GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)中的B值检测算法仅适用于地球中轨卫星，而北斗导航系统是由中地球轨道卫星、地球同步卫星、倾斜同步轨道卫星组成的混合星座系统，这就使现有算法不能完全适用于北斗导航系统。在传统GBAS(ground-basedaugmentationsystems，地基增强系统)系统中，对差分数据进行完好性检测，是利用多个基准站接收机的伪距修正量构造了一个参考值——B值。通过对B值进行检测，检测可能存在的故障，并排除错误数据，以保证播发的差分数据的可靠性。此外还由一种基于C值辅助B值的多基准一致性检测新算法，能排除可能存在的卫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，从多种初始标准卫星参数与北斗卫星参数组成的卫星数据集中预选多个卫星作为初始卫星聚类中心、预期卫星聚类中心数目、每一卫星类别中最少的卫星个数、一个卫星类别中卫星距离分布的标准差、两个卫星聚类中心之间的最小距离以及迭代运算的次数；S102，将与初始卫星聚类中心最近的卫星数据集中每个卫星分到不同的卫星类别中；S103，判断各卫星类别中的卫星个数是否大于每一卫星类别中最少的卫星个数，若是，则修正初始卫星聚类中心，获取修正后的卫星聚类中心；S104，计算各卫星类别中每一卫星与修正后的卫星聚类中心之间的距离标...

【技术特征摘要】
1.一种基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，从多种初始标准卫星参数与北斗卫星参数组成的卫星数据集中预选多个卫星作为初始卫星聚类中心、预期卫星聚类中心数目、每一卫星类别中最少的卫星个数、一个卫星类别中卫星距离分布的标准差、两个卫星聚类中心之间的最小距离以及迭代运算的次数；S102，将与初始卫星聚类中心最近的卫星数据集中每个卫星分到不同的卫星类别中；S103，判断各卫星类别中的卫星个数是否大于每一卫星类别中最少的卫星个数，若是，则修正初始卫星聚类中心，获取修正后的卫星聚类中心；S104，计算各卫星类别中每一卫星与修正后的卫星聚类中心之间的距离标准差向量，选出距离标准差向量中的最大分量，与预选的一个卫星类别中卫星距离分布的标准差进行对比，若大于，则根据初始卫星聚类中心个数和预期卫星聚类中心数目的关系确定是否对修正后的卫星聚类中心进行分裂，若是，则将修正后的卫星聚类中心分裂为两个卫星聚类中心；S105，计算所有卫星聚类中心之间的距离，并分别与两个卫星聚类中心之间的最小距离进行对比，若小于，则将距离小于两个卫星聚类中心之间的最小距离的两个卫星聚类中心合并为一个卫星聚类中心；S106，根据迭代运算的次数重复步骤S103至S105，完成初始标准卫星参数与北斗卫星参数的聚类匹配；S107，对多种初始标准卫星参数和相应的卫星特定参数阀值计算模型进行关联；S108，实时接收北斗卫星的卫星基本参数，输入与匹配的初始标准卫星关联的卫星特定参数阀值计算模型中，计算北斗卫星的卫星特定参数阀值范围，并将北斗卫星的卫星基本参数输入卫星特定参数计算模型中，获取北斗卫星的卫星特定参数；S109，判断北斗卫星的卫星特定参数是否在卫星特定参数阀值范围内，若否，则判断北斗卫星的卫星特定参数为故障参数，以丢弃该故障参数。2.根据权利要求1所述的基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，在步骤S104中，通过以下公式计算各卫星类别中每一卫星与修正后的卫星聚类中心之间的距离标准差向量的分量：其中，i＝1,2,…,n为卫星特征向量的个数，j＝1,2,…,N为卫星类别数，Nj为一个卫星类别中卫星个数，初始卫星聚类中心个数和预期卫星聚类中心数目的关系为初始卫星聚类中心个数小于或等于预期卫星聚类中心数目的一半。3.根据权利要求2所述的基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，还包括：将北斗卫星参数与对应的卫星特定参数阀值计算模型进行关联。4.根据权利要求3所述的基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，卫星特定参数计算模型如下：其中，为目标卫星不同时刻的北斗卫星特定参数，M为基站接收机个数，j为目标卫星，1≤j≤N，N为卫星个数，m为参考基站接收机，σ为消除钟差后的码相位伪距修正量。5.根据权利要求4所述的基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，初始标准卫星包括GPS卫星和星基增强系统卫星，北斗卫星包括中轨道卫星、地球同步卫星和倾斜地球同步轨道卫星。6.根据权利要求5所述的基于ISODATA聚类算法的北斗导航系统故障检测方法，其特征在于，初始标准卫星为GPS卫星时，卫星特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵生，李稚松，李殿赟，
申请(专利权)人：北斗航天卫星应用科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11