用户自主完好性监测新算法(英文)

基于测量域提出了新的导航系统完好性度量算法充分考虑所需导航性能参数和不确定的噪声的因素,运用概率优化方法进行故障监测。选择适当的性能参数,与漏检率具有一一映射关系,估算故障概率,并对此进行了讨论。在该算法中,利用残差灵敏度矩阵的各个特点提高识别有误差观测数据的效率。该算法可用于完好性监测的性能要求规定,计算高效。非精密进近的仿真结果证明了该算法的有效性。

基于遗传算法选星的高中低轨导航混合星座完好性监测技术

低轨卫星在通信、导航、遥感等领域应用广泛,对满足通信需求、提升导航定位精度具有重要意义。完好性监测技术是卫星导航系统安全与可靠运行的重要保障,随着低轨技术的成熟发展与海量低轨卫星的逐步应用,亟待开展高中低轨混合星座条件下系统及用户的完好性监测技术研究。提出一种基于遗传算法选星的高中低轨导航混合星座完好性监测技术,在传统最佳几何精度因子选星法的基础上,通过引入遗传算法,构造基于卫星几何观测矩阵特征斜率线性加权的适应度因子,以实现用户保护水平向保护限值的快速收敛。相较于传统算法,此算法通过优化选星的方式,进一步提升了接收机的完好性。在CAT I精密条件下,对于“北斗+StarNet-1”星座,此算法全球范围可用性水平平均增强了5.60%,对于东半球中纬地区和东半球低纬地区增强效果最佳,全球范围可用性水平分别增强了7.01%和6.42%。

基于改进粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测算法

针对基本粒子滤波重采样过程中粒子权值退化和多样性丧失的问题,将遗传算法引入基于神经网络的权值调整粒子滤波算法中,结合了遗传算法全局寻优的收敛性与神经网络局部寻优的快速性优点。将提出的算法与对数似然比方法结合用于GPS接收机自主完好性监测,通过建立一致性检验统计量实现对故障卫星的检测与隔离。通过采集实测数据进行验证,结果表明:该算法可以成功检测和隔离故障卫星,其性能优于基于基本粒子滤波的接收机自主完好性监测,验证了该算法应用于GPS接收机自主完好性监测的可行性和有效性。

遗传粒子滤波的GPS接收机自主完好性监测

针对全球定位系统接收机观测噪声分布的特点和基本粒子滤波存在的粒子退化与采样枯竭问题,提出了一种基于遗传算法进行再采样粒子滤波与似然比方法有机结合的全球定位系统接收机自主完好性监测方法.建立了卫星故障检测的检验统计量,通过比较系统各状态累加对数似然比对卫星故障进行检测.将遗传算法中的选择、交叉和变异操作融入到粒子滤波中,提高了粒子滤波的精确性,在实数域内对粒子进行遗传操作,避免了遗传操作的编解码.实验表明,该算法在非高斯测量噪声下成功地检测并隔离故障卫星,提高了故障检测的性能,验证了该算法应用于全球定位系统接收机自主完好性监测的可行性和有效性.

基于完好性风险估计减少RAIM误警率方法

为了提供更精确的完好性服务,提出一种新型降低用户端自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)误警率的方法。给出了定位误差与残差向量关系的新解释,基于最大定位误差完好性风险算法,提出了扩展正常检测区方法并进行故障检测,通过最大定位偏差保护限值提供故障检测的完好性保证,满足航段漏警率要求。最后,设计一种新的故障检测与故障识别准则,达到在不降低漏检率的条件下,减少误警率。算例表明该方法简单易行、有效。

基于高斯混合分布及EM算法的抗干扰定位方法

针对当前导航接收机自主完好性监测算法(RAIM)在欺骗式干扰环境下,存在多故障识别能力弱、计算复杂度高等问题,提出一种基于高斯混合分布及EM算法的抗干扰定位方法,用于存在生成式、转发式欺骗干扰的复杂电子对抗环境。该方法提出一种最小截尾平方和(LTS)估计的快速算法,从而得到高可靠的迭代初值,首次采用高斯混合分布建立极大似然估计模型,并使用EM算法对其进行求解得到可靠的定位结果,最终计算实时定位误差并实现多个干扰的识别。仿真结果表明,所提方法在干扰数量为10时,与MM估计方法相比定位精度提高53%,计算时间缩短到原先的1/5000,具有更高的定位精度以及更短的计算时间,可为电子对抗环境下的高可靠卫星应用提供支撑。

基于麻雀搜索算法的ARAIM故障子集优化算法

针对多假设解分离(MHSS)测试受卫星数目增加、潜在故障概率提高的影响,使得需要监测的子集数量增长而带来计算负担增加的问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)故障子集优化算法。结合SSA将可见卫星分配为发现者、跟随者和侦查预警者,通过剔除能量较低的个体降低计算冗余。在搜索过程中,引入自适应步长提升迭代速度,提高算法的执行效率。在双星座情况下,对完好性支持信息(ISM)参数进行3种假设,验证了所提算法的可用性,并与传统算法进行了对比分析。结果表明:通过所提算法得到的子集数量较传统算法减少了75%~90%,相同条件下,仿真用时降低了68%~88%,ARAIM可用性变化不超过2%。

GNSS用户端自主完好性监测研究综述

随着全球卫星导航系统的快速发展,对航空安全提出了挑战,完好性监测问题愈发凸显,用户端自主完好性监测(RAIM)是研究的重点之一。针对RAIM问题,首先介绍了所需导航性能的4个重要参数:精度、完好性、可用性和连续性。从单卫星故障下的RAIM、多卫星故障下的RAIM、高斯噪声下的RAIM 3个方面,综述了国内外相关的重要研究,主要涉及了3个层次内容:算法、计算保护限值和可用性,并指出了目前研究存在的不足。其次介绍了近期研究的新趋势与取得的成果。最后,展望了未来的研究方向。

用于识别两颗故障卫星的RAIM算法

提出了一种可以识别两颗故障卫星的接收机自主完好性监测算法.将最优奇偶矢量法应用于两颗故障卫星识别,指出由于故障偏差可能会抵消而使得正确识别率较低.对最优奇偶矢量法进行了改进,利用对单颗卫星故障敏感的最优奇偶矢量对所有可能的两颗故障卫星组合分别构造两个新的奇偶矢量,用于两颗故障卫星的检测和识别.计算机仿真结果显示,改进后的算法与直接利用最优奇偶矢量法相比,可以显著提高两颗故障卫星正确识别率,识别率可超过90%.同时,改进算法的奇偶矢量构造方法简单,计算量将减少90%以上,更有利于工程实现.

RAIM算法研究

用户自主式完备性监测 RAIM算法是广域差分 GPS的关键和核心技术之一。在已有 RAIM算法的基础上 ,讨论了粗差探测和定位的方法 ,并给出了 Parity方法中剔除多个粗差的算法 ,最后用 ' 99南海实测数据进行了验证。

单星座ARAIM算法可用性分析及其在垂直精密进近中的应用

讨论了如何提高单星座增强型接收机自主完好性监测ARAIM算法的可用性问题。借助于钟差辅助模型设计了一种能够用于垂直精密进近LPV-250服务的单星座ARAIM算法。将钟差预测值作为虚拟伪距观测值纳入到当前的定位解算中,以提高单星座ARAIM算法的可用性。设计了新的完好性风险配置方案,在计算用户保护水平时,通过直接计算故障偏差对定位误差的影响大小来解决未知故障偏差的估计问题,对于系统的可用性给出了更精确的评定。试验分析结果表明,钟差辅助对于提高单星座ARAIM算法的可用性具有显著的作用。

基于自适应策略的权值修正累积历元RAIM算法

传统的接收机自主完好性监测(RAIM)算法对微小慢变故障的检测延迟较长,漏检率较高,不利于故障检测。针对这一问题,在奇偶矢量RAIM算法基础上,提出了一种基于自适应策略的权值修正累积历元的RAIM新方法。该算法根据单历元故障程度确定权值因子,进而调整选定"窗口"内各历元所占比例,以构造更有效的检测统计量,其中"窗口"的大小依据多次仿真实验确定。仿真结果表明,该算法相对于累积历元和传统RAIM方法检测延迟时间分别缩短了16.67%和56.52%,能更好地检测微小慢变故障。

北斗二号定时型用户机

产品简介 该北斗二号定时型用户机是一款北斗二号卫星导航定位系统的应用终端，适合安装于固定站使用，可实现精密定时，获得精确的时间信息和秒信号，并进行时间同步，具备接收机自主完好性监测、位置保持，以及设备延时补偿等功能。

卫星导航进近技术进展

全球卫星定位系统(GNSS)增强系统能提供全天候无间断的卫星导航信号,可以辅助飞机进行进近。本文介绍了全球卫星导航系统进近着陆系统的基本组成、工作原理和功能特点,并对国内外研究进展进行了阐述。针对GNSS进近研究中的热点问题,重点论述了地基增强系统(GBAS)、星基增强系统(SBAS)、用户自主完好性监测(RAIM)等技术的发展现状,指出了GNSS进近技术实际工程应用仍然存在的问题,探讨了GNSS进近技术未来的发展方向。