[发明专利]一种融合选星与完好性检测的多系统兼容定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及融合选星与完好性检测的多系统兼容定位方法。更具体地，涉及一种融合选星与完好性检测的多卫星导航系统兼容定位方法。

背景技术

随着多卫星导航系统的逐步建立，对于接收机的信息处理也带来了挑战，除了保证有良好的卫星子集组合外，还需要确保参与定位的卫星健康。目前选星和完好性检测(RAIM)算法一般都是独立分开的，在多卫星导航系统时代，这种先选星再做完好性检测的处理方式，对于低成本接收机以及消费电子将是很大的挑战。

随着卫星导航星座的增加，同时多个故障卫星的可能性正在增加，尤其是不能忽视两个故障的概率。而传统的完好性检测方法都集中在单一的故障，其中，经典检测单一故障的RAIM算法包括伪距比较法、最小二乘残差法和奇偶矢量法。现有改进的RAIM算法大多是基于遍历的想法，进行复杂运算并多次验证，以确定多个卫星故障，运算量大、时间长且故障星越多越容易出错。这些算法的检出率相对较高，但所消耗的时间也很长。还有一些方法如GS和OWAS，这些方法可以检测同一个星座的多个故障，而两个星座的多故障就无效了。现有完好性兼容定位方法存在以下缺点：

a)故障卫星检测数量有限：大多数方法针对单一卫星系统或单一故障卫星进行检测；

b)运算量大且时间长：多个卫星故障的算法大多是基于遍历的想法，运算量大、时间长，满足不了卫星接收机实时定位的需求；

c)多系统检测概率低：可以检测同一个星座的多个故障，而两个星座的多故障就无效了。

因此，需要提供一种融合选星与完好性检测的多系统兼容定位方法，解决现有方法中故障卫星检测数量有限、运算量大且时间长和多系统检测概率低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种融合选星与完好性检测的多系统兼容定位方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种融合选星与完好性检测的多系统兼容定位方法，包括：

S1、对多卫星导航系统中的所有卫星进行卫星分组并构造各组的凸包集合；

S2：利用奇偶矢量算法得到含卫星测距误差信息的距离残差矢量及残差敏感矩阵；

S3：依据距离残差矢量判断有误故障卫星，依据残差敏感矩阵剔除故障卫星；

S4：使用礼品包装技术计算整个系列的凸包，实现同时完成多个卫星导航系统的选星和完好性监测；

S5：进行时间系统统一和坐标系统统一；

S6：进行多系统兼容定位。

优选地，步骤S1进一步包括如下子步骤：

S101、设A＝{b₁，…，b_k}为所有卫星的集合，若k/m为整数，根据卫星分组将集合A分为个组，每个组中卫星的数量为m，为对k/m的值进行向上取整操作，设j＝1；

S102、计算凸包的划痕，找到布局平面图中第j组的左顶点对第j组中的其他点以关于左顶点的方位角大小顺序标记为删除靠近的点；

S103、设i＝2、判断是否是逆时针方向，若是则将放入第j组的凸包集合B^j；

S104、i++后转入步骤S13，遍历完第j组中所有的点后转入步骤S15；

S105、j++后判断是否成立，若是则转入步骤S12，若否则步骤S1流程结束。

优选地，步骤S1进一步包括如下子步骤：

S106、设A＝{b₁，…，b_k}为所有卫星的集合，若k/m不为整数，根据卫星分组将集合A分为个组，每个组中卫星的数量最大为m，为对k/m的值进行向上取整操作，设j＝1；

S107、计算凸包的划痕，找到布局平面图中第j组的左顶点对第j组中的其他点以关于左顶点的方位角大小顺序标记为删除靠近的点；

S108、设i＝2、判断是否是逆时针方向，若是则将放入第j组的凸包集合B^j；

S109、i++后转入步骤S108，遍历完第j组中所有的点后转入步骤S110；

S110、j++后判断是否成立，若是则转入步骤S107，若否则转入步骤S111；

S111、计算第组凸包的划痕，第组卫星数量为找到布局平面图中第组的左顶点对第j组中的其他点以关于左顶点的方位角大小顺序标记为删除靠近的点，执行步骤S108、S109，步骤S1流程结束。

优选地，步骤S2进一步包括以下步骤：

S201：建立卫星导航系统观测方程式：

Δρ＝GΔx+ε，