【摘要】：隨著GNSS系統(tǒng)的快速發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已具備作為主要的導(dǎo)航手段應(yīng)用到民用航空領(lǐng)域的條件。航空導(dǎo)航的高精度、高安全性和高可靠性特點,對導(dǎo)航系統(tǒng)的完好性提出了很高的要求。接收機自主完好性監(jiān)測RAIM技術(shù)是不依賴外部系統(tǒng)且能及時為用戶提供導(dǎo)航完好性監(jiān)測的方法,目前對其的研究主要集中在采用最小二乘法和統(tǒng)計檢驗理論來實現(xiàn)系統(tǒng)要求的完好性。為解決粗差本身對最小二乘法和統(tǒng)計檢驗值的干擾造成的誤判,本文采用了穩(wěn)健估計中的M估計方法構(gòu)建了RAIM相關(guān)算法。主要開展了如下研究:1)運用M估計的抗差特性,設(shè)計了基于M估計的RAIM粗差探測和剔除算法,并采用實測數(shù)據(jù)進行粗差探測實驗,運用常見的幾種M估計方法,L1范估計,和極大似然估計,Huber法,IGGⅢ法進行了不同大小的單粗差、雙粗差及三粗差的探測和剔除實驗,分析了M估計方法的性能和可用性。驗證得M估計的粗差定位性能顯著優(yōu)于最小二乘法,尤其L1范估計方法及和極大似然估計方法可明顯提升粗差探測和剔除的成功率。2)設(shè)計了新的HPL和VPL算法來對L1范估計后的結(jié)果進行預(yù)測和評價。提出了基于L1范估計最小可探測偏差MDB的水平和垂直保護水平算法,并采用實測數(shù)據(jù)對SLOPE法與L1范估計的MDB法進行了實驗和分析�；谄钔旰眯燥L(fēng)險算法設(shè)計了基于L1范估計的位置域及偽距域的協(xié)方差矩陣的保護水平算法MMS算法,并采用實測數(shù)據(jù)對MMS算法和MHSS算法進行對比和分析。驗證可得,根據(jù)L1范估計MDB方法和MMS方法所獲得的VPL可實現(xiàn)對VPE的完全保護。MDB方法的HPL和VPL計算結(jié)果相對于傳統(tǒng)SLOPE方法均有一定程度的提升,MMS方法的HPL和VPL相對于MHSS方法也有一定程度的提升。3)對BDS14在服務(wù)區(qū)域內(nèi)的基本性能進行了分析;對BDS系統(tǒng)中不同類型的衛(wèi)星出現(xiàn)故障對RAIM性能的影響進行分析;對GPS、BDS、GLONASS和Galileo星座進行仿真,采用本文提出的基于L1范估計的MMS算法,對BDS、GPS、GLONASS、Galileo系統(tǒng)單系統(tǒng)及多系統(tǒng)組合時,在單粗差和多粗差(2個或3個)假設(shè)時的95%VPL進行計算,與不同航行階段的VPA要求進行對比,從而進行導(dǎo)航系統(tǒng)的全球可用性分析。分析可得,在衛(wèi)星精度相當(dāng)?shù)那闆r下,衛(wèi)星數(shù)的增多可降低VPL值,增加RAIM系統(tǒng)的可用性;但當(dāng)衛(wèi)星精度有差異時,低精度衛(wèi)星的加入會增大VPL,降低系統(tǒng)可用性。當(dāng)故障數(shù)增加時,RAIM的可用性將不同程度的降低,但衛(wèi)星幾何結(jié)構(gòu)和衛(wèi)星軌道和鐘差的標準差相對于粗差個數(shù),對于RAIM的垂直可用性影響更大。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P228.4

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