[发明专利]一种适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法

权利要求书

1.一种适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法，其特征在于步骤如下：

步骤A、每架飞行器根据机载导航设备计算其视野范围内的可见卫星，并根据所获得的导航观测量，建立导航解算方程；

步骤B、每架飞行器根据所建立导航解算方程和预估计的伪距观测量误差，计算导航位置残差；

步骤C、每架飞行器根据所计算得到的导航位置残差，建立统计检测量，该统计检测量服从卡方分布；

步骤D、选择其中一架飞行器作为主控端，各飞行器将统计检测量由航空通信网络播发至该主控端；

步骤E、主控端根据各飞行器的播发结果，建立最终的联合统计检测量，并根据预设定的虚警概率确定检测门限；

步骤F、主控端将最终的统计检测量和检测门限进行比较，以判断是否有故障发生；

步骤G、若检测到故障，则主控端向各飞行器播发告警信息；若没有检测到故障，直接执行步骤J；

步骤H、对故障卫星进行隔离，向各飞行器播发；

步骤I、计算所有可见卫星的最小检测偏差，以及最小检测偏差引起的定位误差；计算故障隔离卫星与其它剩余卫星的可区分度；

步骤J、找到最小检测偏差引起定位误差最大的卫星和可区分度最大的卫星，将其列为危险卫星；并对于剩余的可见卫星进行第二次检测；

步骤K、重复步骤F到步骤H，直到所有故障卫星都被检测和隔离；

步骤L、则由主控端计算保护级，并向各飞行器播发保护级信息。

2.根据权利要求1所述的适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法，其特征在于：所述步骤A中：导航观测方程可表述为：Y=HAXB+V,]]>其中Y为伪距观测量矩阵，H是描述卫星几何特性的矩阵，X是待求解的位置，A是与故障偏差相关的矩阵，B是故障矩阵，V是量测残差，该方程可解算为：X＝(H^TPH)^-1H^TPY，其中P＝C^-1，C为可视卫星的量测噪声协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法，其特征在于：所述步骤B中：导航位置估计值可表述为：在此基础上计算导航估计残差：I是单位矩阵，通常情况下残差服从高斯分布。

4.根据权利要求3所述的适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法，其特征在于：所述步骤C中：统计检测量可描述为：w＝r^TPr，当无故障时，该统计检测量服从中心卡方分布；当存在故障时，该统计检测量服从非中心卡方分布，其非中心参量为：

λ_w＝(AB)^TP(I-H(H^TPH)^-1H^TP)(AB)。

5.根据权利要求4所述的适用于多飞行器自由飞行的联合导航自主完好性监测方法，其特征在于：所述步骤E中：假设飞行器的个数为m，每个飞行器的统计检测量为w_i,i＝1,2,…,m，联合统计量可表述为：存在故障时，w₀服从非中心卡方分布，其自由度为非中心参量表述为：为了检测故障，检测门限设定为其中P_fa为满足特定连续性要求的虚警概率，当存在故障时，检测门限由决定，故障检测性能与漏检概率P_md和自由度κ_m相关。