[发明专利]卫星空间信号异常的探测方法及系统

说明书

本申请提供了卫星空间信号异常的探测方法及系统。该方法包括：选取基准站，构建所述选取的基准站在某一频点所有卫星的伪距观测方程，计算每颗卫星对应的伪距残差；判断所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差是否满足卡方检验，当不满足卡方检验时，对所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差进行粗差探测以标识出所述选取的基准站在该频点上的所有卫星中的异常卫星，重复该步骤直至最终满足卡方检验；重复上述步骤，直至获取所有基准站在所有频点上的所有卫星的标识信息；根据所述标识信息判断所有卫星的健康状态。

技术领域

本说明书一般涉及导航技术领域，尤其涉及一种卫星空间信号异常的探测方法及系统。

背景技术

卫星的空间信号误差有时可达数十万米，当其未被标记时将给导航定位中引入危险误导信息。在标准定位服务中，GPS广播星历播发了卫星的健康状态标识，以告知用户当前星历的健康状况。实际上，在卫星健康标识为可用的情况下，受地面控制部分或卫星自身外部环境的影响，卫星空间信号(Signal In Space，SIS)异常会不定时发生，会导致用户测距误差(User Range Error，URE)达到数十米甚至数十公里。为了向用户提供可靠的完好性支持信息，需要对卫星信号异常进行实时异常探测，从而建立更完善的用户端的故障概率分配策略，尽可能保障并提高系统的服务性能。

现有基于单用户瞬时空间信号用户测距误差的实时估计高精度估计方法，利用GNSS广播星历和事后精密星历分析空间信号测距误差的统计特性，根据空间信号测距误差的分布规律提出一种平滑时间参数自适应的卡尔曼滤波载波相位平滑伪距的实时空间信号测距误差估计方法，根据用户的完好性需求获取监测门限，通过比较实时估计的空间信号误差与监测门限的比较实现星历故障的监测。

现有的技术方案是监测卫星轨道和钟差引起的卫星空间信号异常，忽略了现在用户对GNSS多频点多信号的健康状况关注需求，具体的问题描述如下：

1.现有方法采用无电离层组合削弱各种大气误差影响，这样的组合会损失原始的多频观测量的一半，不能实现对多系统多频点信号异常情况的监测。

2.阈值限差是结合GPS完好性标准体系以及广播星历单用户瞬时空间信号用户测距误差的统计分布规律获得，但是精密星历有2周左右的时延迟，利用两周以前的统计结果用来监测实时广播星历异常，会导致误判漏判的情况。

3.采用载波相位平滑伪距的方式压制双频组合的伪距噪声。用载波平滑需要初始化时间，有监测的空窗期，而且异常的载波信息也会污染伪距，有周跳发生或者载波异常时都会中断平滑过程；其次卡尔曼滤波导致计算效率较低，当有大量基准站输入的情况下不能保证低的时间延迟。

发明内容

本说明书提供了一种卫星空间信号异常的探测方法及系统，能够实时估计用户测距误差。

本申请的一实施例中公开了一种卫星空间信号异常的探测方法，包括：

选取基准站，构建所述选取的基准站在某一频点所有卫星的伪距观测方程，计算每颗卫星对应的伪距残差；

判断所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差是否满足卡方检验，当不满足卡方检验时，对所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差进行粗差探测以标识出所述选取的基准站在该频点上的所有卫星中的异常卫星，重复该步骤直至最终满足卡方检验；

重复上述步骤，直至获取所有基准站在所有频点上的所有卫星的标识信息；

根据所述标识信息判断所有卫星的健康状态。

在一优选例中，判断所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差是否满足卡方检验的步骤，进一步包括；

对所述选取的基准站在该频点上的所有卫星的伪距残差进行正态分布标准化；