本发明专利技术涉及一种双模导航系统中的基于系统时差的接收机完好性故障检测方法，技术特征在于：利用双模GPS/Galileo导航系统中的系统时差的变化特性，将其作为接收机完好性故障检测的依据。本发明专利技术给出的方法与现有方法本质上有所不同，其故障检测不是建立在导航系统的冗余观测量一致性检验上的，因此双模GPS/Galileo导航系统中只需5颗可见星即可进行故障检测，比现有方法节省了一颗可见星。是一种新的用于双模GPS/Galileo导航系统中的接收机完好性故障检测方法，解决了现有完好性故障检测方法对可见星个数的要求，尤其适用于城市等遮挡程度严重的环境中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，用于双模GPS/felileo导航系统中的基于系统时差的接收机完好性故障检测。
技术介绍
多模导航技术是指把两种或两种以上的同种类型导航系统以适当的方式组合在一起，利用其性能上的互补特性，以获得比单独使用任何一系统时更高的导航性能。随着 Galileo和COMPASS导航系统的发展，多模卫星导航成为未来主要的导航方式。多模卫星导航不仅能为用户提供更高的定位准确度，还能提供更多的冗余观测量。联邦无线导航计划把导航系统的完好性检测定义为系统不能用于导航时及时向用户发出告警的能力。GPS作为一种导航系统除了要提供导航服务外，还必须具有在系统不能使用时及时向用户发出告警的能力，这种能力叫做系统的完好性。完好性是衡量导航系统性能的一个重要指标。GPS导航系统的完好性监测主要分两类，一类借助差分GPS网络实现，利用差分GPS的地面监测站网计算观测到的每颗卫星的测量值中的误差，当误差大于一定值时，地面监测站通过无线电数据传输链通知用户，用户根据接收到的卫星的完好性信息，排除故障卫星，只用状态好的卫星进行导航。另一类为接收机完好性自主监测，用户只利用接收机输出的冗余伪距观测量即可完成完好性监测，基本思想是通过对观测数据的一致性检验来实现故障检测和故障识别。有一个冗余的观测量可用就可以检测出故障观测量，两个冗余观测量可用就可以分离出含有故障的观测量。为了提高接收机完好性自主监测算法的响应时间及星座几何布局的限制，常采用一些辅助信息如惯性导航参数、气压高度表、接收机钟差等信息，这样可以有效地降低算法对可见星个数的要求，提高算法的可用性。每个导航系统都有其独立的系统时间，系统时间一般是由地面站及星载原子钟共同产生的，因此不同导航系统间的系统时差变化相对稳定，可以选用适当的模型对其进行预测。根据系统时差的变化特性，在可见星个数较少的多遮挡环境中，可以利用系统时差的预测值实现定位。再者可以根据系统时差的变化规律进行多模卫星导航系统中的接收机的完好性自主监测方法的研究。具体地说，可以充分利用定位解算得到的不同导航系统间存在的系统时差，将其作为一个辅助信息引入到接收机完好性自主监测算法中。目前现有的多模卫星导航系统的接收机完好性故障检测方法要求系统必须具有冗余的观测量，并且算法只利用了当前时刻的伪距观测量。利用现有的完好性故障检测算法，双模卫星导航系统中至少需要6颗可见星才能进行完好性故障检测，多一个导航系统， 所需的可见星个数也相应增加一个。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种，解决现有多模卫星导航系统中接收机完好性自主监测算法对卫星可见个数的要求。本专利技术的思想在于根据GPS、Galileo导航系统间系统时差的变化规律，将系统时差作为判断两系统完好性的依据。双模GPS/felileo导航系统中只需5颗可见星就能检测故障，解决了故障检测对用户数量的要求，此方法简单易行，是一种新的用于多模卫星导航系统的接收机完好性故障检测方法，适用于遮挡程度严重的城市环境中。技术方案一种，其特征在于具体步骤如下步骤1 利用伪距观测方程解算k，个时刻T1,T2，…，Tk的系统时差值δ T1, δ T2-,本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种双模导航系统中基于系统时差接收机完好性故障检测方法，其特征在于具体步骤如下：步骤１：利用伪距观测方程解算ｋ，个时刻Ｔ１，Ｔ２，…，Ｔｋ的系统时差值δＴ１，δＴ２…，δＴｋ：其中ｋ≥２，ｉ＝１～ｋ，和分别表示Ｔｉ时刻矩阵的第四行和第五行，ｚｉ是Ｔｉ时刻已知的伪距观测量；Ｈｉ是Ｔｉ时刻的方向矩阵，Ｔｉ时刻矩阵的前三列对应用户与ＧＰＳ／Ｇａｌｉｌｅｏ系统中Ｎ颗可视卫星之间的方向矢量，第四列对应接收机时钟与ＧＰＳ系统时间的钟差，第五列对应接收机时钟与Ｇａｌｉｌｅｏ系统时间的钟差，若当前卫星属于该导航系统，则相应列的元素为１，否则为０；步骤２：利用ｋ个时刻的系统时差值预测得到Ｔ（Ｔ＞Ｔｋ）时刻的系统时差值：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｐｒｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋＴ（／ｍｉ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｄｅｌｔａ；Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＣｅｎｔｅｒＤｏｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｔ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）预测误差的标准差为：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｐｒｅ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ...
【技术特征摘要】
1. 一种双模导航系统中基于系统时差接收机完好性故障检测方法，其特征在于具体步骤如下步骤1 利...
【专利技术属性】
技术研发人员：李孝辉，许龙霞，张慧君，薛艳荣，边玉敬，
申请(专利权)人：中国科学院国家授时中心，
类型：发明
国别省市：87
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