基于多假设解分离算法的BDS/SINS紧组合完好性监视

完好性是民航基于性能的导航（PBN）运行的关键性能要求,是导航安全性的重要支撑。北斗导航系统（BDS）/惯性导航系统（SINS）紧组合导航系统将SINS信息加入到完好性监视中,增加了冗余信息,通过多假设解分离算法进行故障卫星的检测与隔离,满足民航特定飞行阶段高完好性要求。论文利用BDS接收机接收到的BDS卫星数据,通过设置飞行轨迹,模拟卫星故障,对BDS/SINS组合导航系统的完好性算法进行测试验证。实验结果表明,基于多假设解分离方法的BDS/SINS紧组合导航系统可以较好地实现故障卫星的检测与隔离,保护限计算符合预期。     

导航系统全球完好性仿真分析的设计与实现

完好性分析是导航系统分析的重要组成部分,完好性的仿真验证和测试可以降低系统研制的技术风险,是导航领域仿真的一个重要问题.提出了基于用户接收机格网的完好性仿真分析涉及的PAlM算法和RAIM可用性算法等相关算法模型,基于此,设计和实现了导航系统完好性仿真分析系统,最后针对格网分辨率为10°×10°的中国区域格网(24个网格点)进行了完好性的仿真试验分析,验证了相关RAIM算法,讨论了失效卫星对导航系统完好性的影响和基于保护级别概念的完好性计算的不足.     

基于多传感器的RNP水平导航仿真研究

针对基于机载多传感器的水平导航实现问题,通过卫星自主完好性监控、导航传感器实际导航性能评估、飞行误差监控以及总系统误差监控技术的综合设计运用,使机载导航系统具备了所需导航性能的运行能力.针对国际民航组织提出的导航性能指标要求,采用西安咸阳机场到北京首都机场的真实航路进行了RNP仿真验证.结果表明,提出的方法能够满足在航...     

ARAIM可用性预测系统的设计与实现

随着全球导航卫星系统空间星座的增多以及双频技术的发展,用于航路阶段的常规接收机自主完好性监测算法不能满足LPV-200进近对完好性的要求,因此,出现应用于进近阶段的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)技术。针对 LPV-200进近,基于对垂直保护限值的理论分析,研究ARAIM可用性预测算法,并设计ARAIM瞬时可用性预测系统。仿真结果表明,该系统能满足LPV-200进近对完好性的要求,在中国区域内,当可用性设置为99.9%时,ARAIM预测算法的覆盖率可达100%。     

GPS接收机自主完整性监视(RAIM)的最小二乘算法研究

民航导航中,对于导航系统的导航完整性有严格的要求.随着卫星导航系统在飞机上的应用,机载增稳系统或GPS接收机自主完整性监视越来越受到重视.本文主要针对GPS接收机自主完整性监视的算法进行研究.常用的自主完整性监视方法主要有:距离比较方法;最小二乘方法;奇偶法等.本文主要对最小二乘方法进行研究.     

GNSS系统接收机自主完好性监测算法

提出一种适用于多星座情况的接收机自主完好性监测算法——基于完好性指标动态分配的完好性监测算法。该算法比传统算法更能适应多星座情况下不同星座观测量属性的差异,其可用性比传统算法提高2％～3％。在多星座和双频情况下,利用该算法分析完好性监测的性能,结果表明,该算法在LPV-200完好性要求下是适用的。     

基于完好性与连续性风险的最优垂直保护门限计算

为降低飞行器精密垂直引导进近过程中的完好性风险和连续性风险,使接收机自主完好性监测(RAIM)算法能提供水平方向和垂直方向上的完好性保障,提出一种基于多假设解分离的RAIM算法来求解最优垂直保护门限(VPL)。在满足全球导航卫星系统(GNSS)完好性和连续性的前提下,优化GNSS系统对各假设故障模式的完好性风险和连续性风险分配,得到最优VPL。仿真结果表明,与传统基于斜率的RAIM算法相比,该算法能够提供更精确的VPL值,提高了系统可用性,并且随着卫星故障先验概率不断增大仍具有较好的鲁棒性。     

基于优选几何分组增强的假设检验RAIM方法

针对传统接收机自主完好性监测(RAIM)算法对15~50m级较小故障检测和排除率低,不易满足多测距故障场景应用问题,建立4种典型卫星分布几何结构模型,通过研究各模型对含偏差测距带来的定位误差与检测统计值间耦合性的影响,提出了一种基于几何优选分组增强的RAIM方法。该方法在假设检验方法基础上,利用分组间残差矢量建立新型检测统计量与门限值,通过检验子集一致性来检测和排除含有偏差的测距。仿真表明:该方法能够提升较小故障检测和排除率,增强接收机自主完好性性能水平,且支持联合导航系统单、多测距故障场景假设,有效降低定位估计误差,保证了定位解的精度。     

三种卫星故障检测策略的对比研究与仿真

故障检测是保证导航系统完好性的重要途径.针对接收机自主完好性监测算法RAIM需要至少5颗可见星时才能进行故障检测的问题,在惯性/卫星组合导航系统的框架下,通过构建能反映卫星故障特征的检验统计量,并根据检验统计量的分布确定相应的检测门限,提出了解分离和残差外推两种卫星故障检测方案.仿真结果表明:解分离算法能在存在RAIM漏洞时检测故障且易于进行系统重构,但其故障检测效率不高;残差外推法适用于检测慢变故障.仿真结果表明,改进方法故障检测效率有较大提高,甚至在只有三颗可见星时仍能较快地检测出慢变故障.     

用于检测双星故障的RAIM算法分析与研究*

随着GPS等卫星导航技术的广泛应用,在实际导航中对接收机的导航定位精度,尤其对定位的有效性提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监视(RAIM, Receiver Autonomous Integrity Monitoring)进行保障,而且该方法日益凸显出其优越性,但目前对该方法的研究多基于单星故障的假设。随着新一代导航系统的完善以及组合导航技术的发展,双星甚至多星同时出现故障成为不可避免的话题。本文分析和比较了用于检测两颗卫星故障的偏差完好性风险(BIT, Bias Integrity Threat)法和保护限值(PL, Protection Level)法两种RAIM算法。通过数据仿真,对用不同方法检测卫星故障的可用性及故障检测率进行比较,并分析了两种方法存在差异的理论依据。通过分析比较,说明在未来接收机处理多颗卫星同时出现故障的情况时,如何更精确地描述统计检测量与定位偏差的关系以及如何处理不同测量噪声的影响是RAIM算法可用性及有效性的关键。