[发明专利]一种惯导辅助载波相位精密相对定位完好性监测方法

说明书

一种惯导辅助载波相位精密相对定位完好性监测方法，给定单通道检验误警率，进行周跳探测检验；对于周跳探测检验通过的载波相位通道，计算单通道载波相位接受域内验后综合误差方差和单通道载波相位接受域外完好性风险；利用周跳探测检验通过的载波相位通道组建单通道站间星间载波相位相对定位观测方程，在整周模糊度固定之后，基于载波相位正常测量误差方差获得测量域到定位域的投影矩阵并求解移动站和动基准之间的相对位置矢量；接着计算相对定位解的完好性风险以及连续性风险。该方法可以为高精度高完好性要求的飞机进近着舰载波相位精密相对定位实时提供单历元固定定位解及其完好性风险和连续性风险。

技术领域

本发明属于卫星相对定位导航技术领域，特别涉及一种惯导辅助载波相位精密相对定位完好性监测方法。

背景技术

用户端自主完好性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring，RAIM)方法只需要使用用户端冗余信息进行完好性监测，可以对用户端特有的故障进行有效监测。针对伪距定位的RAIM方法已发展数十年，已在飞机在航段和非精密进近阶段得到广泛应用。

经典的RAIM方法包括伪距比较法、最小二乘残差法和奇偶矢量法。上述三种方法仅使用当前历元冗余信息，因此合称为“快照(Snapshot)”方法。在相同的误警率要求下，三种方法等价。

Todd Walter和Per Enge于1995年为了满足WAAS支持CAT I精密进近的要求，提出了加权RAIM(Weighted RAIM，WRAIM)方法，该方法也被称为标准RAIM(Standard RAIM，SRAIM)。Boris Pervan等人于1998年提出了基于定位域检验统计量的完好性监测方法，即多假设解分离方法。在此基础上，为了在SBAS框架下，满足多星座多频信号条件下LPV-200飞行阶段导航性能要求，提出的先进RAIM(Advanced RAIM，ARAIM)得到了大力发展。标准RAIM和ARAIM方法是目前技术相对较为成熟，应用较为广泛的RAIM方法。

然而，在车对车协同定位、编队飞行、飞机间碰撞检测和舰载端着舰等动对动相关应用中，伪距定位技术已经无法满足要求，必须采用载波相位精密相对定位技术。但是，载波相位精密相对定位完好性监测并不能简单地套用上述针对伪距定位的RAIM方法，原因是载波相位精密相对定位存在整周模糊度固定错误和周跳漏检引起的两种两类特有完好性风险。现有方法通常直接将部分完好性风险分配给整周模糊度固定错误完好性风险，然后在固定保持模式下进行载波相位精密相对定位计算。固定-保持模式是指整周模糊度一旦固定，则在后续计算中认为整周模糊度保持不变，直接利用载波相位基于最小二乘法计算固定定位解的相对定位模式。这种模式只需要在初始阶段进行整周模糊度固定，不需要每个历元都进行，但是需要持续进行周跳探测与剔除。而针对周跳故障，基于RAIM的周跳探测在多故障条件下无法满足高可用性要求，因此实用性不强，同时也没有直接针对周跳漏检的完好性风险分析的理论。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种惯导辅助载波相位精密相对定位完好性监测方法。

为实现上述技术目的，本发明提出的技术方案为：

惯导辅助载波相位精密相对定位完好性监测方法，包括：

针对站间星间双差载波相位周跳，利用惯导提供的位置信息，计算站间星间双差载波相位周跳探测检验统计量及其误差方差；

给定针对所有待检测载波相位通道的单通道检验误警率，基于站间星间双差载波相位周跳探测检验统计量及其误差方差对待检测载波相位通道进行周跳探测检验，剔除周跳探测检验不通过的载波相位通道；

对于通过周跳探测检验的各载波相位通道，计算其对应的单通道载波相位接受域内验后综合误差方差和单通道载波相位接受域外完好性风险；