基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法研究

针对传统RAIM算法难以检测连续微小伪距偏差的问题,提出一种基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法。该方法通过对多个历元时刻奇偶矢量的非相干积累,使得检测统计量的非中心参数增大,从而提高算法对于微小伪距偏差的故障检测概率。理论分析和仿真结果表明,该方法在历元累加数为10时,可以显著提高对微小伪距偏差的检测性能,其可检测最小伪距偏差值约为传统奇偶矢量法的1/3。同时,该方法无需判断伪距偏差符号,在伪距偏差快速变化条件下,也能有效检测出微小伪距偏差。

一种可检测和改正微小慢变伪距偏差的新RAIM方法

在卫星导航系统各种应用场合中,漫反射多路径效应、通道一致性、大气延迟改正模型不精确等多种因素将导致伪距观测量出现微小慢变偏差,使导航接收机的定位精度下降。传统的接收机自主完好性监测(RAIM)方法基于单历元"快照"处理,检测性能依赖于故障卫星伪距偏差,故在检测微小伪距偏差时存在局限性。提出了一种基于多历元积累检测量的新RAIM方法,增大了积累后奇偶矢量的等效伪距偏差,提高了对微小慢变伪距偏差的检测性能,同时还给出了估计与改正伪距偏差的方法。理论分析和仿真结果表明,该方法积累10个历元即可显著改善对微小慢变伪距偏差的检测性能,经过伪距偏差改正后定位精度提高。

考虑告警时间的多历元解集分离RAIM算法

针对传统快照算法故障检测效果依赖较大伪距偏差的问题,提出一种考虑告警时间的多历元解集分离接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)算法。该算法以解集分离RAIM为基础,在历元间伪距观测噪声相互独立假设下,通过累加多个历元的检验统计量,提高对微小缓变故障的检测能力。仿真试验中,以阶跃故障和缓变斜坡故障为例,将本算法与解集分离RAIM和多历元最小二乘残差RAIM算法进行对比验证。结果表明:在告警时间限值内,所提算法能够显著降低阶跃故障的最小可检测偏差和缓变斜坡故障的最小可检测斜率;超过告警时间限值时,也能够明显减小对缓变斜坡故障的检测延时。

多品种小批量生产的SPC应用研究

综述了多品种小批量生产方式的特点以及该生产方式下SPC(统计过程控制)的应用现状,指出常规控制图不适用于多品种小批量生产的问题,提出结合通用控制图、累积和(Cumulative-Sum,CUSUM)控制图和指数加权移动平均(Exponentially Weighted Moving-Averages,EWMA)控制图的解决方法,并总结出该SPC方法用于处理多品种小批量生产中微小偏差的步骤。

基于多历元相关距离的接收机自主完好性监测

针对传统的单历元奇偶矢量接收机自主完好性监测方法无法检测伪距误差较小情况的缺陷,提出一种基于多历元相关距离的监测方法。该方法通过构造奇偶矢量多历元叠加矩阵,将N个历元的伪距信息进行整合,其中的固定偏差量得到累积,而由噪声引起的偏差互相抵消,然后用归一化相关距离检测出存在故障的卫星。仿真表明,该方法可有效检测静态和低动态条件下存在慢变伪距偏差的情况,当单星存在0.5m偏差时,检测概率提高到95%以上,双星存在0.5m以内偏差也可以提高到60%以上。

基于抗差扩展卡尔曼滤波和外推-积累的RAIM方法

为了提高接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)算法对微小缓变伪距偏差的检测能力,提出一种基于抗差扩展卡尔曼滤波和外推-积累的RAIM方法。该方法结合了新息外推法和累积历元法在检测微小缓变伪距偏差上的优势,即在新息外推法的基础上,累加多个历元的检验统计量,来更有效地检测微小缓变伪距偏差;同时,利用抗差扩展卡尔曼滤波对偏差进行抗差处理,提高了定位精度。仿真结果表明,相比较于传统RAIM方法、新息外推法以及累积历元法,新的RAIM方法均提高了对微小伪距偏差正确检测的概率,缩短了对缓变伪距偏差的检测延时,且经过伪距偏差修正后定位精度提高。

基于Kalman滤波和奇偶矢量法的优化RAIM算法

针对传统RAIM算法很难检测微小伪距偏差的问题,可以通过对多个历元的统计检验量进行归一化处理,增大统计检验量的非中心化参数,提高对微小故障的检测率。Kalman新息检测法可以对卫星的故障进行独立检测,具有运算量小、在少星情况时仍能进行故障检测和识别的优点,但是对微小伪距偏差不敏感。针对两种方法的优点提出了基于Kalman滤波和奇偶矢量法的综合RAIM算法。仿真结果表明,该方法不仅可以提高对微小伪距偏差的检测率,同时减少了对可见卫星数的要求,验证了该算法应用于接收机自主完好性检测的可行性和正确性。