CN119045005B 一种低轨导航增强辅助的gnss自主完好性监测方法 （中国人民解放军国防科技大学）

一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性本发明涉及一种低轨导航增强辅助的GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观伪距残差向量在预设的告警概率条件下的卡方根据特征斜率与卡方非中心化参数进行RAIM可2根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的所述GNSS中高轨计算所述GNSS中高轨卫星的位置坐标与低轨卫星的位置坐标高轨卫星的位置坐标与低轨卫星的位置坐标的;其中，S'=(XY',Z)为GNSS中高轨卫星在地心地固坐标系下的位置坐标，为低轨卫星在地心地固坐标系下的位置坐标，为所述GNSS中高轨卫星的位置坐标与所述低;将当前时刻夹角对应的卫星的参考数据加入低轨卫星群进行完好性监测，得到可见卫星计算所述伪距残差向量在预设的告警概率条件下的卡方非根据所述特征斜率与所述卡方非中心化参数进行RAIM可用性判定，根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的所述GNSS中高轨;;;3通过STK软件获取低轨卫星星座的仿真数据或者搭载导航载荷的实测数据，输出地心根据所述可见卫星群获取的参考数据构建伪;其中，y为nx1伪距观测向量，H为nx4的GNSS中高轨卫星与部分低轨卫星的观测矩通过所述伪距观测模型对待估计状态向量进行加权最小二乘估计求解，;;条件下的卡方非中心化参数，根据所述卡方非中心化参数获取所述可见卫星群的特征斜计算所述伪距残差向量在预设的告警概率条;其中，为虚警概率，paa为漏警概率，λ为卡方非中心化根据所述卡方非中心化参数与伪距残差向量获取所述可见卫;;4根据所述特征斜率与所述卡方非中心化参数进行RAI;星数量，PU,为当前时刻的最大不可检测定位误差，AL为告警限值，为时间步长，为在任一时间段It,kal内的RAIM可用性；;;;可见卫星群获取模块，用于计算所述GNSS中高轨卫星的位置;其中，S'=(XY',Z)为GNSS中高轨卫星在地心地固坐标系下的位置坐标，为低轨卫星在地心地固坐标系下的位置坐标，为所述GNSS中高轨卫星的位置坐标与所述低5;残差向量获取模块，用于根据所述可见卫星群构建伪距观测模型特征斜率计算模块，用于计算所述伪距残差向量在预设的告警完好性监测模块，用于根据所述特征斜率与所述卡方非中心化参数进行RAIM征斜率与所述卡方非中心化参数进行RAIM;数量，为当前时刻的最大不可检测定位误差，AL为告警限值，为时间步长，xun为在任一时间段[trtel内的RAIM可用性；;;;6[0002]完好性指的是系统在出现故障导致定位超过某阈值或不适合于导航对用户及时问题是判断是否监测到故障进一步在对应的领域进行故障后处理，保障飞行和行驶的安好性可用性水平，南京航天航空大学发明一种用于城市复杂环境下GNSS完好性监测方法，和可用性水平的一种低轨导航增强辅助的GNS[0005]根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的GNSS中高轨测站观测范围内的所述GNSS中高轨卫星在地心地k_yk′ksinΩkk_yk′kcosΩk7j89[0045]完好性监测模块，用于根据特征斜率与卡方非中心化参数进j[0059]上述一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性监测方法，在全球导航卫星系统(GNSS)中，通过高轨卫星的星历参数数据计算地面观测站可观测范围内的卫星位置坐标，给定地平高度角阈值内可观测到的卫星位置。这一步的关键在于筛选出真正可见的卫星，差矩阵获取可见卫星群的特征斜率。根据特征斜率与卡方非中心化参数进行RAIM(接收机[0060]图1为一个实施例中一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性监测方法的流程示[0061]图2为一个实施例中一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性监测系统的结构框[0065]步骤102，根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的00k)+Cuccos(2Φk)k)+Crccos(2Φk)k)+Ciccos(2Φk)ukk_yk′k_yk′kcosΩk[0103]具体的，根据STK软件给出低轨卫星星座的仿真数据或者直接给出搭载导航载荷i[0109]具体的，根据已剔除冗余或者杂乱的卫星数据的可见卫星群获取的导航参数数为低轨噪声方差那么GNSS中高轨权重部分为低轨部分权重为[0120]在无故障模式下，伪距残差向量中各分量为相互独立的正态分布随机误差N(0,o引),依据统计分布理论，归一化统计量服从自由度为(n_4)的卡方分布，即SSE/⃞~X(a-4);在故障模式下，SSE/服从自由度为(n_4)的非中心卡方分布，即λ为非中心化参数。[0132]其中，Nsat和Nreq分别为当前时刻的可见卫星数和RAIM需求的卫星数。保护水平(protectionlevel,PL)为当前时刻RAIM的最大不可检测定位误差，通过比较保护水平与给定的告警限值(alertlimit,AL)来判断当前时刻的几何构型是否满足完好性指标需求。(GNSS)中，通过高轨卫星的星历参数数据计算地面观测站可观测范围内的卫星位置坐标，给定地平高度角阈值内可观测到的卫星位置。这一步的关键在于筛选出真正可见的卫星，差矩阵获取可见卫星群的特征斜率。根据特征斜率与卡方非中心化参数进行RAIM(接收机范围内的GNSS中高轨卫星在地心地固坐标k_yk′ksinΩkk_yk′kcosΩkjj[0158]&=(w)-"HTWY=y而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或[0176]中高轨卫星位置坐标获取模块202，用于根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的GNSS中高轨[0177]可见卫星群获取模块204，用于计算GNSS中高轨卫星的位置坐标与低轨卫星的位[0179]特征斜率计算模块208，用于计算伪距残差向量在预设的告警概率条件下的卡方[0180]完好性监测模块210，用于根据特征斜率与卡方非中心化参数进行RAIM可用性判[0181]关于一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性监测系统的具体限定可以参见上一种低轨导航增强辅助的GNSS自主完好性监测系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，[0185]根据GNSS中高轨卫星的星历参数数据获取地面观测站观测范围内的GNSS中高