卫星导航系统接收机自主完好性监测技术研究

Tracyrat

    卫星导航系统（GNSS）以其高精度、全天候、全球覆盖、连续、实时等特点，被广泛应用于各个领域。目前，许多研究机构正研究GNSS用于民用航空的可行性及存在的技术问题，而GNSS的完好性便是需要解决的关键问题之一。本课题对接收机自主完好性监测（RAIM）技术进行了研究。    RAIM的优点在于不依靠任何外部监测系统和设备，而仅由用户接收机本身就可以提取GPS系统的完好性信息。RAIM的关键在于统计检测量的设计和检测门限的确定。    目前，国际上的比较常用的RAIM算法主要有三种：奇偶空间算法、最小二乘残差和算法和距离残差算法。上述算法都属于利用瞬时冗余观测量的集合一致性进行完好性监测，又称Snapshot RAIM。本文对上述三种基于瞬时冗余观测RAIM算法进行了理论分析和计算机仿真比较，证明了三者在故障检测方面的等价性。    基于统计检测量的平稳特性，本文研究了卡尔曼新息监测方法和利用时域处理技术增强完好性监测的方法，即时集综合方法。论文对卡尔曼新息监测的统计检测量和检测门限进行了分析，确定了时集综合的准则，并利用计算机进行了仿真。仿真结果表明，时集综合方法性能明显高于Snapshot RAIM。此外，针对某些对完好性漏检概率要求较高的场合，论文对基于漏警概率的完好性监测方法作了有益的探讨。    最后，结合论文中所研究的完好性监测方法，对不同卫星导航系统（GPS、Galileo和BD）进行了星座的模拟比较，比较了不同导航星座下的完好性要求下的可用性。以期对未来卫星导航系统的建设和发展提供合理科学的建议。

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RAIM的关键在于统计检测量的设计和检测门限的确定

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又称Snapshot RAIM