[发明专利]全球导航卫星系统接收机自主完备性监测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，特别是在全球导航卫星系统中对用户接收机 进行自主完备性监测的方法。

背景技术

导航是利用某种方法或手段，引导交通工具或其他运动物体从一个位置 移动到另一个位置的过程。当前常用的导航方法主要包括惯性导航、无线电 导航和卫星导航等方法。卫星导航是通过接收导航卫星发送的导航定位信 号，并将导航卫星作为动态已知点，为运动载体实时提供全球、全天候、高 精度的位置、速度和时间信息，进而完成各种导航任务。卫星导航定位系统 从最初的多普勒卫星导航系统发展到了全球导航卫星系统GNSS(Global  Navigation Satellite System，简称GNSS)，其中美国的GPS(Global Positioning  System)和前苏联的GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)是第 二代卫星导航定位系统的代表。COMPASS北斗导航系统是中国自主开发的 导航定位系统。全球导航卫星系统GNSS可以在全世界的陆海空范围内实现 实时连续高精度的位置速度以及时间等导航信息，在各类用户中得到了广泛 应用。

GNSS的指标可用四个参数表示：精度、持续性、有效性和完备性。精 度是指任意时刻估计位置与真实位置的符合程度，即系统的真实精度或绝对 精度。连续性是指导航系统在给定的使用条件下，在规定的时间内，以规定 的性能完成其成功率的概率。有效性是指系统能为运动载体提供可用的导航 服务的时间的概率。完备性是指导航系统发生任何故障或者误差超限时，无 法用于导航和定位时，系统向用户及时发出报警的能力。

系统的精度可以根据需要和可能进行调整与控制，但系统的完备性信息 在任何时候都是不可少的，它是用户对系统所提供信息的可信程度的一种度 量，包括系统给用户提供及时有效的警告信息的能力，是保证用户安全性的 重要参数。

用户自主式完备性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring，缩写 为RAIM)，是指根据用户接收机的多余观测值监测用户定位结果的完备性。 最典型的情况是发现一颗有问题的卫星对定位结果的影响。卫星的问题可能 是钟差改正信息不正确或者卫星不能正常工作等。

在现有的RAIM算法方面，比较普遍的是利用距多余观测量实现粗差卫 星的探测和识别。由于用户站没有已知的位置坐标，只能通过其单位权中误 差来进行粗差的探测，并对残差进行分析，判断粗差存在于哪颗卫星的观测 值上。目前常用的方法有如下几种：

一、最小二乘残差法

用户站的基本观测方程为：

L＝Gδx+εW  (W是权)

则可得到单位权方差为：

σ^02=VTWVn-4]]>

当在给定的置信度水平α下大于的限值时，则说明观测值中含有 粗差。

粗差的探测原则如下：

对GPS定位而言，残差V服从正态分布，V～N(0，σ²)，则可有V^TPV服 从自由度为(n-4)的χ²分布，即