[发明专利]一种顾及参数灵敏度的北斗广播星历机动型故障监测方法

说明书

本发明涉及一种顾及参数灵敏度的北斗广播星历机动型故障监测方法，属于卫星导航技术领域。具体包括：步骤1，卫星位置误差对广播星历参数变化的灵敏度分析；步骤2，采用伪距差分测量卫星视距方向的轨道误差，双差载波相位测量正交于视距方向的轨道误差，构建关于卫星位置误差的观测方程等。本发明采用伪距和载波相位观测量联合的方式测量轨道误差，充分利用卫星位置误差对广播星历参数变化的灵敏度分析，将关于卫星位置误差的观测方程转化为关于广播星历参数偏差的观测方程，得到更高观测精度的同时，降低载波相位观测中模糊度解算复杂度，有助于构建监测模型，可实现北斗广播星历机动型故障监测。

技术领域

本发明涉及一种顾及参数灵敏度的北斗广播星历机动型故障监测方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

随着卫星导航系统的发展，将其应用到飞机精密进近服务，可有效提高飞行的安全和效率。其中卫星广播星历故障是影响飞机精密进近的主要风险源之一。为保障用户的定位完好性，对广播星历故障的监测是必不可少的。

广播星历故障可分为机动型故障和非机动型故障。非机动型故障可通过预测星历减今日星历的方法进行有效监测。对于机动型故障的检测，目前应用最多的是接收机自主完好性监测算法(Receiver Autonomous Integrity Monitoring，RAIM)。大多数RAIM采用伪距观测量进行完好性监测，由于其观测噪声较大、定位精度不高，只能满足航路飞行和非精密进近应用，不能满足精密进近服务的要求。基于载波相位观测量的实时导航技术，能够满足飞机精密进近的精度要求，在短基线条件下，观测量的双差能够消除大部分测量误差。虽然基于载波相位的测量精度较高，但存在模糊度可靠解算等问题，增加了解算难度。采用伪距和载波相位观测量直接联合的方式进行广播星历机动型故障的完好性监测，仍存在大量的模糊度解算等问题，增加了系统算法的复杂度。

综上所述，设计一种新型顾及参数灵敏度的北斗广播星历机动型故障监测方法具有重要意义。

发明内容

为了解决伪距和载波相位观测量在进行北斗广播星历机动型故障监测时存在观测噪声大或模糊度解算复杂等问题，本发明提供一种顾及参数灵敏度的北斗广播星历机动型故障监测方法，采用伪距和载波相位观测量联合的方式测量轨道误差，结合卫星位置误差对广播星历参数变化的灵敏度分析，构建观测方程，根据系统的完好性风险要求计算最小可检测误差(Minimum Detectable Error，MDE)，选择合理的MDE检测门限，可以实现北斗广播星历机动型故障监测。

本发明顾及广播星历参数灵敏度实现广播星历机动型故障监测，是这样实现的：

步骤1，卫星位置误差对广播星历参数变化的灵敏度分析；

步骤2，采用伪距差分测量卫星视距方向的轨道误差，双差载波相位测量正交于视距方向的轨道误差，构建关于卫星位置误差的观测方程；

步骤3，结合广播星历参数灵敏度分析获得的卫星位置误差函数，将关于卫星位置误差的观测方程转化为关于广播星历参数偏差的观测方程；

步骤4，通过加权最小二乘解算广播星历参数偏差；

步骤5，根据系统的完好性风险要求计算最小可检测误差；

步骤6，获取满足系统要求的检测门限并与最小可检测误差比较，实现北斗广播星历机动型故障监测。

本发明基于卫星位置误差对广播星历参数变化的灵敏度分析，采用伪距和载波相位观测量联合的方式测量轨道误差，有助于构建北斗广播星历机动型故障的监测模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：