[发明专利]高级接收机自主完好性监测保护级优化方法和设备

权利要求书

1.一种高级接收机自主完好性监测保护级优化方法，其特征在于，包括：

根据多个卫星的完好性支持ISM信息计算接收机的全局定位信息，以及故障子集的子集定位信息；

根据所述全局定位信息和所述子集定位信息计算接收机的定位估计误差和所述故障子集的检测统计量；

若确定所述检测统计量通过检测，则根据最小化完好性风险的优化函数以及所述接收机的定位估计误差和所述故障子集的检测统计量，计算优化后的保护级；

若根据优化后的保护级判断高级接收机自主完好性监测ARIAM可用，则输出所述接收机定位结果；

根据多个卫星的完好性支持ISM信息计算接收机的全局定位信息，以及故障子集的子集定位信息，包括：

根据所述ISM信息中包括的测距误差、测距精度、对流层误差以及多径和用户接收机噪声计算用于完好性的伪距协方差矩阵以及用于精度和连续性的伪距协方差矩阵；

根据所述用于完好性的伪距协方差矩阵利用加权最小二乘法，计算接收机的全局定位信息以及故障子集的子集定位信息；

所述根据所述ISM信息中包括的测距误差、测距精度、对流层误差以及多径和用户接收机噪声计算用于完好性的伪距协方差矩阵以及用于精度和连续性的伪距协方差矩阵，包括：

根据ISM信息中的测距误差、测距精度、对流层误差以及多径和用户接收机噪声利用如下公式(1)和公式(2)计算伪距协方差矩阵；

其中，i＝1,2...N_sat代表第i颗卫星，N_sat为卫星总数，为第i颗卫星的测距误差的方差，为第i颗卫星的测距精度的方差，为第i颗卫星的对流层误差的方差，为第i颗卫星的多径和用户接收机噪声的方差；C_int(i,i)表示用于完好性的伪距协方差矩阵，而C_acc(i,i)表示用于精度和连续性的伪距协方差矩阵；

全局定位信息包括全局定位解，根据所述用于完好性的伪距协方差矩阵利用加权最小二乘法，计算接收机的全局定位信息，包括：

根据加权最小二乘法利用如下公式(3)计算全局定位解

其中，G为N_sat×(3+N_const)的几何观测矩阵，N_const表示星座数目，y为伪距残差，加权矩阵W＝C_int^-1(i,i)；

子集定位信息包括子集定位解，根据所述用于完好性的伪距协方差矩阵利用加权最小二乘法，计算故障子集的子集定位信息，包括：

根据如下公式(4)计算第k个故障子集的子集定位解

其中，k＝1,...,N_{fault_modes}，N_{fault_modes}表示故障子集的个数，W^(k)为第k个故障子集的加权矩阵，其中idx_k表示第k个故障子集中卫星下标，idx_k＝{i₁,...,i_t}。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述全局定位信息和所述子集定位信息计算接收机的定位估计误差和所述故障子集的检测统计量，包括：

当第i颗卫星发生故障时，定位估计误差ε_i'服从非零均值的高斯分布，如公式(5)：

ε′_i～N(η_ib_nom,i,(G^TWG)^-1) (5)

其中，ε表示测量误差，x是真实位置，S⁽⁰⁾表示全可见星时的投影矩阵，b_nom为标准偏差，η_i表示第i颗卫星在定位解算中的权重，b_nom,i表示第i颗卫星对应的标准偏差，W和G与公式(3)中的含义相同；

根据全局定位解与子集定位解，得到第k个故障子集的检测统计量服从零均值的高斯分布，如公式(6)：

其中，S^(k)表示第k个故障子集对应的投影矩阵，S⁽⁰⁾表示全可见星时的投影矩阵，其中，对于第i颗卫星，