[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

说明书

本发明提供一种高级接收机自主完好性监测保护级优化方法和设备。该方法包括：根据多个卫星的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；根据全局定位信息和子集定位信息计算接收机的定位估计误差的分布和故障子集的检测统计量的分布；若确定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定位估计误差的分布和检测统计量的分布，计算优化后的保护级；若根据优化后的保护级判断ARIAM可用，则输出接收机的定位结果。本发明实施例的方法，在非均衡卫星几何分布下对不同的故障子集确定是否通过检测，建立各个卫星故障假设下的完好性目标，以最小化完好性风险为目标，减小由于故障漏检所造成的完好性风险。

技术领域

本发明涉及航空监视技术领域，尤其涉及一种高级接收机自主完好性监测保护级优化方法和设备。

背景技术

随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称GNSS)在全世界广泛应用，用户对GNSS导航安全性和完好性提出了越来越高的要求，在精密导航技术(Required Navigation Performance，简称RNP)的性能指标中，完好性直接与航空安全相关，完好性是指在导航误差超过安全运行所允许的上限时，系统及时向用户提出告警的能力。GNSS导航信号是GNSS向用户播发的一种用于导航定位的调制波，信号在传播过程中受各种因素的影响而产生误差，例如卫星星钟误差、卫星星历误差、电离层延迟、对流层延迟、多径和接收机噪声等，这些误差在用户端叠加导致伪距误差，在极端情况下，等效的伪距误差超过告警限容易形成危险误导信息，危害飞行安全，因此GNSS导航信号本身无法满足民用航空对于完好性的要求，所以必须辅助以完好性监测手段，以保证航班的飞行安全。

在现有的高级接收机自主完好性监测(Advanced Receiver AutonomousIntegrity Monitoring，简称ARAIM)中主要是以多故障假设解分离(Multiple HypothesisSolution Separation，简称MHSS)算法为主，卫星故障检测和故障识别分别是以全可见卫星几何分布均匀的基础上提出来的，该算法中定义全可见星的定位解为全局定位解，子集定位解为全可见星中排除某颗或某几颗卫星的定位解，基本原理是以全可见星定位解为基准，然后计算每个子集定位解与全局定位解的距离，通过比较距离与阈值的大小来判断是否存在故障。该算法认为，在无故障的情况下，全局定位解和所有子集定位解应聚集在一起，而如果存在故障卫星，则使用该故障卫星的全局定位解和子集定位解将产生偏移，不含故障卫星的子集定位解将更接近飞机的真实位置。

然而，在实际应用中，尤其是当卫星的可见数目较少时，容易发生卫星几何分布不均衡的情况，从而造成故障卫星的误排和漏排，形成危险误导信息，影响高级接收机自主完好性监测的完好性。

发明内容

本发明提供一种高级接收机自主完好性监测保护级优化方法和设备，以减小由于故障漏检所造成的完好性风险。

第一方面，本发明提供一种高级接收机自主完好性监测保护级优化方法，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。

第二方面，本发明提供一种高级接收机自主完好性监测保护级优化设备，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；