本文關(guān)鍵詞：新型RAIM算法的研究及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(RAIM)是保證航空導(dǎo)航用戶完好性的一種重要方法。本文主要致力于新型RAIM算法的研究及其應(yīng)用。針對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多星故障問題,設(shè)計(jì)和提出衛(wèi)星多故障探測和識別的Bayes方法和基于獨(dú)立分量分析的衛(wèi)星多故障處理方法；設(shè)計(jì)多星座下的增強(qiáng)型RAIM (ARAIM)算法,并對其在全球LPV-200中的可用性進(jìn)行分析;針對特殊用戶的需求,研究基于鐘差輔助的單星座ARAIM算法,并對其在LPV-250中的可用性進(jìn)行分析；設(shè)計(jì)和提出基于向量自回歸(VAR)模型的載波RAIM (CRAIM)算法,并對其在艦載相對定位(SRGPS)中的應(yīng)用效果進(jìn)行驗(yàn)證。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：1.提出兩種衛(wèi)星多故障探測和識別算法。一是結(jié)合時(shí)間序列獨(dú)立分量分析異常值探測理論,提出一種新的衛(wèi)星多故障探測和識別算法；利用5個(gè)iGMAS北斗監(jiān)測站的民用觀測數(shù)據(jù)對新算法進(jìn)行驗(yàn)證。二是運(yùn)用Bayes統(tǒng)計(jì)理論和方法,提出一種探測和識別衛(wèi)星多故障的RAIM算法；該算法從Bayes假設(shè)檢驗(yàn)的角度給出基于識別變量后驗(yàn)概率的故障判別規(guī)則；利用STK空間仿真軟件模擬GPS和BDS雙星座下的觀測值,設(shè)計(jì)不同的試驗(yàn)方案檢驗(yàn)該算法在組合星座下對多故障的探測效果,對IGS觀測網(wǎng)絡(luò)CHAN站實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并與以往的RAIM算法進(jìn)行比較。2.提出多星座ARAIM算法并分析其在全球LPV-200中的可用性。提出一種基于時(shí)間序列在線預(yù)報(bào)的故障探測和識別算法,其原理是對每顆衛(wèi)星的觀測值從時(shí)間方向上進(jìn)行建模,根據(jù)建立的時(shí)問序列模型對相應(yīng)的觀測值進(jìn)行一步預(yù)報(bào),分析預(yù)報(bào)殘差的分布并根據(jù)虛警率的大小確定故障探測的閾值,進(jìn)而用于故障探測；通過精確計(jì)算誤判率的大小,設(shè)計(jì)一種故障探測和識別算法的可靠性定量分析方法；針對基于時(shí)間序列在線預(yù)報(bào)的故障探測和識別算法,給出新的完好性風(fēng)險(xiǎn)分配方式,進(jìn)而提出垂直和水平用戶保護(hù)水平的計(jì)算方法；借助于Standford大學(xué)的MAAST軟件,設(shè)計(jì)多種試驗(yàn)方案以驗(yàn)證新算法處理故障的效果以及在全球LPV-200中的可用性。3.提出基于鐘差輔助的單星座ARAIM算法,并考察其在LPV-250飛行中的可用性。利用時(shí)間序列模型對鐘差進(jìn)行預(yù)報(bào),將鐘差預(yù)報(bào)值作為虛擬觀測值納入到導(dǎo)航定位方程中進(jìn)行單星座下的導(dǎo)航定位解算；引入衛(wèi)星多故障探測和識別的Bayes方法對導(dǎo)航定位中可能出現(xiàn)的衛(wèi)星故障進(jìn)行監(jiān)測,出現(xiàn)故障則向用戶告警；對新設(shè)計(jì)ARAIM算法的完好性風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分配,并給出相應(yīng)用戶保護(hù)水平的計(jì)算方法。基于模擬的BDS驗(yàn)證新算法在全球LPV-250中的可用性,并且隨機(jī)選取全球14個(gè)IGS監(jiān)測站,查看新算法對于LPV-250可用性情況,并與ERAIM算法進(jìn)行比較。4.提出基于向量自回歸模型的CRAIM算法,并將其應(yīng)用于RTK差分定位中。針對基于載波的定位算法中觀測值之間的相關(guān)性,構(gòu)建考慮觀測值時(shí)間和空間相關(guān)性的VAR模型,用于衛(wèi)星多故障的探測和識別；通過精確計(jì)算誤判率的大小,設(shè)計(jì)一種故障探測和識別算法的可靠性定量分析方法；從完好性風(fēng)險(xiǎn)入手,考慮無故障、單故障和多故障三種故障類型,給出完好性風(fēng)險(xiǎn)的分配方式,進(jìn)而推導(dǎo)相應(yīng)用戶保護(hù)水平的計(jì)算公式,如果判斷出當(dāng)前的導(dǎo)航信息不可用,則及時(shí)向用戶告警。5.將新CRAIM算法應(yīng)用于SRGPS的完好性監(jiān)測中。引入和分析SRGPS載波差分相對定位算法,利用基于VAR模型的故障處理算法對雙差載波相位觀測值進(jìn)行故障探測和識別,以確保導(dǎo)航結(jié)果的完好性；采用基于LAMBDA降相關(guān)的整數(shù)逐步搜索法進(jìn)行模糊度解算并通過計(jì)算模糊度解算的成功率對其進(jìn)行完好性監(jiān)測；設(shè)計(jì)SRGPS的完好性監(jiān)測實(shí)施方法并利用試驗(yàn)驗(yàn)證新算法的效果,即通過STK模擬基于BDS的算法實(shí)現(xiàn)平臺,并對位于中國南海某區(qū)域的艦體飛機(jī)著降過程進(jìn)行模擬試驗(yàn),為我國SRBDS系統(tǒng)的建立進(jìn)行初步探索。

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