[发明专利]一种卫星完好性监测方法和系统

说明书

本申请涉及卫星定位技术，公开了一种卫星完好性监测方法和系统。本申请根据全球导航卫星系统接收机得到的卫星观测值和星历，通过采用选权迭代策略和抗差估计方法对卫星的完好性系统进行计算监测。本申请的优点在于可以在故障卫星为一颗以上的时候，还可以进行监测，并对故障卫星进行剔除，同时本申请引入的选权迭代策略和抗差估计方法还有效地提高了卫星完好性计算的计算效率和计算正确率。

技术领域

本申请涉及卫星定位技术，特别涉及一种卫星完好性监测方法和系统。

背景技术

完好性监测技术分为三类：第一种是卫星自主完好性监测技术(SAIM)；第二种是系统内部增强技术，即利用地面基准站的参考接收机内部冗余信息观测量或机载系统上其他辅助信息，排除和监测卫星导航系统故障，这种方法称为机载接收机自主完好性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring,RAIM)；第三种是系统外部增强技术，构架是地面部分设置监测站来监测卫星广播信息完好状况、数据链广播完好状况和地面参考接收机的好坏程度状况，然后通过数据链广播播发给机载用户。

完好性是指当系统不能用于正常导航定位，或系统误差超限时，向用户提供及时告警的能力。在采用卫星导航定位时，完好性对许多应用来说很重要，面对航空航天来说是关系重大的，因为用户正在以高速航行，而且可能会很快偏离航线路。由于通过卫星导航系统自身的操作控制部分进行卫星故障监测时，告警时间比较长，通常在15分钟到几小时之内，不能满足航空导航需求，因此就需要在用户端对卫星故障进行快速监测，即RAIM，现有的RAIM方法仅仅只能对单颗卫星的故障进行监测，而且现有的监测方法针对监测方法也存在较大的错误概率。

故障识别方法很多，一种简单粗暴的方法是：删除一颗卫星伪距观测数据，用剩余的卫星观测数据进行单点定位，记录此时的单位权中误差，单位权中误差最小时对应的那颗删除的卫星即为故障卫星。但是这种故障识别方法只适应于只有一颗卫星故障的前提下，假如有两颗以上卫星故障，那么即使删除一颗故障卫星，单点定位结果依然很差，因此识别不出故障星。

发明内容

本申请的目的在于提供一种卫星完好性监测方法和系统，在故障卫星为一颗以上的情况下，仍可以对卫星完好性进行监测和故障卫星的剔除，并且本申请的计算方法可以有效的提高计算效率和计算正确率。

为了解决上述问题，一种卫星完好性监测方法，其特征在于，该方法步骤如下：

根据卫星接收机接收到的卫星信号计算每颗卫星的观测值；

根据该每颗卫星的观测值建立每颗卫星的观测方程；

通过迭代方式根据该观测方程计算各个观测值残差，其中，将每次迭代所得的观测值残差带入预设的权函数，求得用于下次迭代的权重，以便在该下次迭代中根据该权重重新计算各个观测值残差；

该迭代结束后，将大于预设阈值的观测值残差所对应的卫星判定为故障卫星。

在一个优选例中，该迭代的首次迭代是将单位权和单点定位的结果带入观测方程，计算得到各个观测值残差；

该迭代结束的条件为：迭代次数大于预定次数，或者前后相邻两次迭代解算出的所有观测值残差变化都小于预定门限。

在一个优选例中，该预定门限为0.05mm；该预定次数为5；该预设阈值为3σ，其中，V代表观测值残差，P代表观测值向量的观测伪距权矩阵，n代表参与计算的观测值个数，T代表矩阵转置。

在一个优选例中，该预设的权函数表示如下：

其中，

本申请公开了一种卫星完好性监测系统，包括：

单点定位模块，用于根据卫星的伪距观测值进行单点定位；