GNSS机载增强系统接收机自主完好性监测算法改进研究

来源 :中国民用航空飞行学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LISA19861011
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近年来,随着全球卫星导航系统在各个领域内的广泛应用和发展,GNSS系统高精度和全球性的优势为其带来了巨大的军用和民用前景。由于在民用航空领域,对卫星导航定位的精度与完好性有着更高要求,所以对卫星导航定位的精度和完好性研究具有重要的价值。而GNSS作为用户的唯一导航方式时,则需要提升系统的可靠性来保障所需的导航性能要求。因此本文针对完好性中的机载增强用户端接收机自主完好性监测技术进行了改进研究与验证分析,文章内容如下:(1)首先介绍了卫星导航定位机载接收机自主完好性监测技术(RAIM)的研究背景和RAIM算法的国内外优化研究现状,对卫星导航伪距定位原理、卫星导航定位的误差来源与修正理论进行了简单说明。接着研究了机载增强接收机自主完好性算法,给出了算法性能评估的指标与四个精度参数。并且介绍了传统基于最小二乘残差的RAIM算法、基于奇偶矢量的RAIM算法与ARAIM算法,从理论上分析了这些算法存在的优缺点,引出了改进的目标:加权最小二乘RAIM算法。(2)仿真分析了影响最小二乘RAIM算法的因素。验证了可见星与截止高度角因素对于RAIM算法水平保护级的影响。研究了卫星高度角对应的卫星的特征斜率因素,通过仿真探究了卫星的特征斜率因素对定位的影响,说明了卫星的特征斜率因素参与最小二乘RAIM算法加权改进的合理性。(3)通过实验对比了最小二乘RAIM算法加权方式的改进前后的故障检测情况。在卫星高度角因素参与加权改进后,构建了新的检验统计量。对比了600历元内改进前后算法的故障检测情况,初步证明了改进算法优于传统算法。(4)使用了故障检测率与可用性参数对改进前后算法的性能分别进行了对比验证,仿真结果说明改进算法相比常规算法提升了RAIM算法性能。本文对机载增强系统接收机自主完好性监测算法进行了改进研究,针对现有最小二乘RAIM算法的不足之处,通过引入卫星高度角作为考虑因素,提出了改进的加权最小二乘RAIM算法,并通过实测数据对算法改进前后的故障检测效果、故障检测率及可用性水平保护级的性能进行了仿真对比,得出新算法的性能提升效果较为明显。
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