[发明专利]用于估算卫星定位测量中的误差等级和监控该估算的可靠性的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及卫星全球导航的领域。更具体地，本发明涉及这样一种方法，其用于估算全球导航卫星测量中的误差等级以及保证这些估算的可靠性，并且涉及实施这种方法的全球导航设备。

背景技术

全球导航卫星设备，也称作为全球导航卫星系统(GNSS)，通过测量在卫星与接收器终端之间的导航卫星发射的信号的传播时间来计算接收器终端的位置。然后终端从中推断出不同卫星与该终端之间的距离。

由于信号穿过大气的各个层，所以通过终端估算出的位置不总是准确的。已知将修正引入计算系统以便考虑这种干扰，但是所使用的模型的定义过于复杂。此外这些模型不考虑接收器终端的环境，例如多径效应。

发明内容

本发明的目的是通过提供这样一种方法来显著地缓解现有技术中的至少某些缺陷，其使得由环境引起的测量误差的等级能够被量化，并且使得这些估算的可靠性能够被监控。

出于此目的，本发明的一个主题是一种用于估算并控制全球导航卫星测量中的误差等级以及用于确保这些估算的可靠性的方法，其通过全球导航设备来实施，其中局部误差通过所述全球导航设备来检测，且与卫星相关的误差通过地面部分来检测。

根据一个变体实施方式，所述方法包括：

-步骤Etp1：估算局部误差σ_loc,i；

-步骤Etp2：构建误差分配；

-步骤Etp3：监控估算的误差；以及

-计算整体参数的步骤。

根据一个变体实施方式，所述方法中的步骤Etp1包括：

-步骤Etp11：确定由于热噪声引起的误差分散(dispersiond’erreur)；

-步骤Etp12：确定由于多径效应引起的噪声；以及

-步骤Etp13：计算局部误差。

根据一个变体实施方式，所述方法中的步骤Etp2包括：

-步骤Etp21：考虑电离层误差；

-步骤Etp22：考虑对流层误差；

-步骤Etp23：考虑轨道/时钟误差；以及

-步骤Etp24：计算误差分配。

根据一个变体实施方式，所述方法中的步骤Etp3包括：

-步骤Etp31：估算全球导航设备的位置；

-步骤Etp32：估算伪距残差；以及

-步骤Ept33：排除与估算的误差分配不相符的测量。

根据一个变体实施方式，通过定义必须小于预设阈值的保护半径来计算整体参数。

根据一个变体实施方式，通过直接计算超过警戒值的风险来确定整体参数。

根据一个变体实施方式，利用鲁棒算法来验证局部误差的估算。

本发明的第二个目的是提供卫星导航设备。出于此目的，本发明的另一个主题是能够实施上述导航方法的全球导航设备。

附图说明

通过阅读下面以非限定性说明的方式给出的描述并且参照附图，本发明的其它特性和优点将变得更加清楚，在所述附图中：

图1示出了说明根据本发明的方法的示例性模块流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于估算并控制用于全球导航卫星测量的整体参数并且确保这些估算的可靠性的方法。以下将通过一个特定的、非限定性的航空相关的应用来描述根据本发明的方法。

本发明的原理在于利用全球导航设备来检测局部误差，并且利用地面部分来检测与卫星相关的误差。

参照图1，根据本发明的方法主要包括：估算局部误差的第一步骤Etp1，构建误差分配的步骤Etp2，监控估算的误差的步骤Etp3，以及计算整体参数的步骤。

第一步骤在于估算在时刻t针对全球导航卫星设备的接收器终端环境的局部测量的误差。

接收器可能遭受电磁干扰。例如，如果接收器靠近雷达，则与该雷达的发射相关的噪声将被添加至接收的信号中，且因此测量将随机地受到噪声的污染。测量还可能受到与接收器相关的热噪声的扰乱。在下面，表述“热噪声”将包括在接收器环境中的任何电磁干扰和针对接收器的热噪声。由于热噪声而引起的误差有可能根据在全球导航设备的接收器终端中实施的技术来确定。其将依赖于信噪比C/N₀。

在步骤Etp11中，可以利用诸如如下的标准公式来估算出在时刻t由于接收器终端的热噪声σ_noise引起的误差分散：