[发明专利]基于LASSO的矢量接收机跟踪偏差估计方法

说明书

一种基于LASSO跟踪偏差修正的鲁棒矢量接收机技术。基于LASSO的矢量接收机跟踪偏差估计方法包括通过全局检测判断矢量接收机跟踪环路输出的误差观测量是否存在故障；利用局部检测确定矢量接收机故障所在的跟踪通道；利用LASSO估计出故障通道的误差观测量偏差值；利用估计出的偏差值对矢量接收机的误差观测量进行修正，得到无偏差的误差观测量；将无偏差的误差观测量送入导航滤波器，进行用户状态更新。本发明方法可实现由于多径和非视线传播等多种因素引起的GNSS矢量接收机的跟踪偏差修正，最终提高矢量接收机在复杂环境下的跟踪和定位性能。

技术领域

本发明属于卫星导航矢量接收机技术领域，特别是涉及一种基于LASSO(最小绝对值收敛和选择算子)的矢量接收机跟踪偏差估计方法，可以用于多径和非视线(Non-Line-of-Sight,NLOS)传播等因素引起的矢量接收机跟踪偏差的估计和修正，最终提高GNSS矢量接收机在复杂环境下的工作性能。

背景技术

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在海、陆、空、天四维空间，能够突破时间和空间的限制，为其覆盖范围内的用户提供高精度的位置、速度和时间信息，并成为实现全球无缝隙连续导航、定位和授时的首选技术之一。随着GNSS应用领域的不断拓展，用户接收机逐渐从开阔的室外环境向密集城区和室内环境扩展，但此时，到达接收机的卫星信号非常微弱且同时伴随着严重的多径和非视线，其中多径是指直达信号和反射信号同时进入接收机，而非视线则是指直达信号被遮挡，仅有反射信号进入接收机。多径和非视线将导致现有接收机出现较大的定位误差甚至不能正常工作。

矢量接收机通过利用各跟踪通道间信息的相关性来提高接收机性能，突破了传统标量接收机各跟踪通道相互独立、无法实现通道间信息共享的缺陷。矢量接收机中本地参考信号来源于导航解反馈参数，因此当个别通道因为信号质量下降导致其失锁时，该失锁通道在信号恢复时能立即进入跟踪状态而不需要重新捕获。因此矢量接收机为复杂环境下GNSS的持续导航定位提供了可靠保障。然而，矢量接收机各跟踪通道之间的相互辅助也带来了误差的相互传递，比如，当某颗卫星信号存在多径或非视线传播时，该跟踪通道的跟踪偏差送入导航滤波器所导致的导航解误差会进一步传递到矢量接收机的各跟踪通道，从而导致矢量接收机的跟踪和定位性能下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于LASSO的矢量接收机跟踪偏差估计方法，该方法能够实现矢量接收机跟踪偏差的估计和修正，从而提高GNSS接收机在复杂环境下的工作性能。

为了达到上述目的，本发明提供的基于LASSO的矢量接收机跟踪偏差估计方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)在矢量接收机中插入故障检测模块，利用故障检测模块对矢量接收机进行全局检测，以判断矢量接收机输出的误差观测量是否存在故障；

2)在误差观测量中存在故障时，对各跟踪通道分别进行局部检测，以识别出存在故障的跟踪通道；

3)利用LASSO估计存在故障的跟踪通道的偏差值；

4)利用上述估计的存在故障的跟踪通道的偏差值对矢量接收机的误差观测量进行修正，得到修正后的误差观测量；

5)将上述修正后的误差观测量送入导航滤波器，得到矢量接收机的状态误差更新值。

在步骤1)中，所述的在矢量接收机中插入故障检测模块，利用故障检测模块对矢量接收机进行全局检测，以判断矢量接收机输出的误差观测量是否存在故障的方法是：

首先，根据所需的虚警率计算全局检测门限，并根据矢量接收机各跟踪通道的误差观测量残差计算全局检验统计量；其次，判断全局检验通道是否超过全局检测门限，若超过全局检测门限，则认为矢量接收机所跟踪的信号中存在潜在的故障信号，需要进行局部检测以识别出故障所在的跟踪通道，否则认为无故障，进入常规矢量接收机的后续处理环节。