接收机自主完好性监测方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种接收机自主完好性监测方法及装置，所述方法包括：根据所述接收机与多颗卫星的伪距观测方程确定系数观测矩阵；基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和；根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测。由于预设算法包括加权总体最小二乘法，通过基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设算法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和，可以解决系数观测矩阵的病态性问题，防止因观测量的微小波动使得最终解算结果产生较大的波动，进而提高了接收机自主完好性监测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
接收机自主完好性监测方法及装置
本申请涉及卫星导航领域，具体而言，涉及一种接收机自主完好性监测方法及装置。
技术介绍
在卫星导航领域中，接收机自主完好性监测(ReceiverAutonomousIntegrityMonitoring，RAIM)是利用接收机自身的冗余观测值进行卫星故障的监测和识别，其目的是在导航过程中监测出发生故障的卫星，将故障卫星剔除，进而提高导航精度。现有的RAIM算法通常采用最小二乘残差法进行故障监测和识别。然而，基于最小二乘残差法的接收机自主完好性监测方法在卫星故障监测中存在系数矩阵病态问题，系数矩阵的病态性会导致因观测量的微小波动使得最终结算结果产生较大的波动，降低接收机自主完好性监测的准确性，进而降低导航精度。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种接收机自主完好性监测方法及装置，用以提高接收机自主完好性监测的准确性。第一方面，本专利技术提供一种接收机自主完好性监测方法，包括：根据所述接收机与多颗卫星的伪距观测方程确定系数观测矩阵；基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和；根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测。本申请实施例中，通过基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和，可以解决系数观测矩阵的病态性问题，防止因观测量的微小波动使得最终解算结果产生较大的波动，使得求出的伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和准确性更高，进而利用精度更高的伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测，有效提高了接收机自主完好性监测的准确性。在可选的实施方式中，所述预设的加权总体最小二乘法为经过Tikhonov正则化处理的加权总体最小二乘法。本申请实施例中，由于预设的加权总体最小二乘法为经过Tikhonov正则化处理的加权总体最小二乘法，相较于常规的加权总体最小二乘法，能够有效解决求解过程中存在的过拟合或欠拟合问题，进而解决了卫星故障检测中对部分卫星不敏感的问题，提高了故障检测识别的准确率。在可选的实施方式中，所述根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性进行监测，包括：基于预设风险代价函数模型确定误警率，并根据所述误警率确定卫星故障的检测阈值；根据所述加权伪距残差矢量平方和确定验后单位权中方差；判断所述验后单位权中方差是否大于所述卫星故障的检测阈值；若大于，则表明存在故障卫星。在卫星故障检测中，卫星故障的检测阈值用于判断是否存在故障卫星，当验后单位权中方差大于故障检测门限时，则认为存在故障卫星。卫星故障的检测阈值由故障检测门限确定。因此，故障检测门限的确定会直接影响接收机自主完好性检测的准确性。通过采用风险代价函数模型确定误警率，并根据误警率确定故障检测门限，进而确定卫星故障的检测阈值，可以更准确的确定是否存在故障卫星，进而有效提高接收机自主完好性检测的准确性。在可选的实施方式中，在确定存在故障卫星后，所述方法还包括：根据巴尔达数据探测法确定故障卫星。本申请实施例中，在确定选取的多颗可视卫星中存在故障卫星后，通过巴尔达数据探测法确定故障卫星，可以准确的确定出故障卫星，进而将故障卫星剔除，从而提高接收机自主完好性检测的准确性。在可选的实施方式中，在所述基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设算法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和之前，所述方法还包括：确定所述多颗卫星的观测噪声方差，并根据所述多颗卫星的观测噪声方差确定噪声协方差加权矩阵；确定所述多颗卫星的特征斜率，并根据所述特征斜率确定斜率加权矩阵；根据所述噪声协方差加权矩阵和所述斜率加权矩阵确定所述加权矩阵。本申请实施例中，通过根据多颗卫星的观测噪声方差确定噪声协方差加权矩阵，以及根据卫星的特征斜率确定斜率加权矩阵，进而根据噪声协方差加权矩阵和斜率加权矩阵确定加权矩阵。在确定加权矩阵时，同时考虑了卫星观测噪声和卫星的特征斜率的影响，提高了接收机自主完好性检测的准确性。在可选的实施方式中，所述确定所述多颗卫星的观测噪声方差，包括：获取所述多颗卫星中每颗卫星的星历误差方差、卫星钟差方差、大气层延迟误差方差、多径误差方差及接收机热噪声方差；根据所述星历误差方差、卫星钟差方差、大气层延迟误差方差、多径误差方差及接收机热噪声方差确定所述每颗卫星观测噪声方差。本申请实施例中，在确定卫星观测噪声方差时，同时考虑了多种噪声方差，提高了确定的观测噪声方差的准确性。第二方面，本专利技术提供一种接收机自主完好性监测装置，包括：确定模块，用于根据所述接收机与多颗卫星的伪距观测方程确定系数观测矩阵；基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和；监测模块，用于根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测。在可选的实施方式中，所述预设的加权总体最小二乘法为经过算法还包括Tikhonov正则化处理的加权总体最小二乘法。在可选的实施方式中，所述监测模块还用于基于预设风险代价函数模型确定误警率，并根据所述误警率确定卫星故障的检测阈值；根据所述加权伪距残差矢量平方和确定验后单位权中方差；判断所述验后单位权中方差是否大于所述卫星故障的检测阈值；若大于，则表明存在故障卫星。在可选的实施方式中，在确定存在故障卫星后，所述监测模块还用于根据巴尔达数据探测法确定故障卫星。在可选的实施方式中，所述确定模块还用于确定所述多颗卫星的观测噪声方差，并根据所述多颗卫星的观测噪声方差确定噪声协方差加权矩阵；确定所述多颗卫星的特征斜率，并根据所述特征斜率确定斜率加权矩阵；根据所述噪声协方差加权矩阵和所述斜率加权矩阵确定所述加权矩阵。在可选的实施方式中，所述确定模块还用于获取所述多颗卫星中每颗卫星的星历误差方差、卫星钟差方差、大气层延迟误差方差、多径误差方差及接收机热噪声方差；根据所述星历误差方差、卫星钟差方差、大气层延迟误差方差、多径误差方差及接收机热噪声方差确定所述每颗卫星观测噪声方差。第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器读取并运行时，执行如前述实施方式中任一项所述的方法的步骤。第四方面，本专利技术提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机读取并运行时，执行如前述实施方式中任一项所述的方法的步骤。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的一种接收机自主完好性监测方法的流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接收机自主完好性监测方法，其特征在于，包括：/n根据所述接收机与多颗卫星的伪距观测方程确定系数观测矩阵；/n基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和；/n根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种接收机自主完好性监测方法，其特征在于，包括：
根据所述接收机与多颗卫星的伪距观测方程确定系数观测矩阵；
基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设的加权总体最小二乘法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和；
根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性监测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的加权总体最小二乘法为经过Tikhonov正则化处理的加权总体最小二乘法。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述伪距残差矢量和所述加权伪距残差矢量平方和进行接收机自主完好性进行监测，包括：
基于预设风险代价函数模型确定误警率，并根据所述误警率确定卫星故障的检测阈值；
根据所述加权伪距残差矢量平方和确定验后单位权中方差；
判断所述验后单位权中方差是否大于所述卫星故障的检测阈值；
若大于，则表明存在故障卫星。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定存在故障卫星后，所述方法还包括：
根据巴尔达数据探测法确定故障卫星。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述系数观测矩阵和加权矩阵采用预设算法确定伪距残差矢量和加权伪距残差矢量平方和之前，所述方法还包括：
确定所述多颗卫星的观测噪声方差，并根据所述多颗卫星的观测噪声方差确定噪声协...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，冯皓，李军，沈磊，
申请(专利权)人：四川九洲北斗导航与位置服务有限公司，重庆九洲星熠导航设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51