专利名称：一种北斗二代接收机自主完好性实施方法
技术领域：
本发明涉及一种北斗二代接收机能够进行自主式完备性检测的方法。
背景技术：
2007年4月14日4时11分，一颗“北斗二号”导航卫星从西昌卫星发射中心被用 “长征三号甲”运载火箭送入太空。由此，拉开了我国部署“北斗二号”卫星导航系统的序幕。“北斗二号”卫星导航系统是在“北斗一号”的基础上建设的卫星导航系统，但它不是“北斗一号”的简单延伸。完整建成的“北斗二号”卫星导航系统是一个类似于GPS和 GL0NASS的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间卫星系统、地面运控系统和用户应用系统三大部分组成。5颗静止地球轨道(GEO)卫星和30颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。北斗卫星导航系统的基本工作原理是空间段卫星接收地面运控系统上行注入的导航电文及参数，并且连续向地面用户发播卫星导航信号，用户接收到至少4颗卫星信号后，进行伪距测量和定位解算，最后得到定位结果。分布国土内的监测站负责对其可视范围内的卫星进行监测，采集各类观测数据后将其发送至主控站，由主控站完成卫星轨道精密确定及其它导航参数的确定、广域差分信息和完好性信息处理，形成上行注入的导航电文及参数。虽然北斗二代的卫星提供广域差分信息和完好性信息，但是不可避免的存在有异常，导致定位误差很大，并且由于北斗二代有5颗GEO分布于赤道上空，所以在趋近于赤道附近，卫星的几何结构差，从而导致完好性算法中的漏警率较大，定位精度降低。为了针对北斗二代中上述所具有的特点，为了将完好性异常可能地降低到最低限度，需要用户自主式完备性检测，从而能够在卫星发生异常的情况下，能够实时、独立地检测出来，满足导航定位的需要。

发明内容
本发明的目的是，针对北斗二代定位系统自身的特点，提供一种粗差探测和剔除的完好性实施方法，从而保证导航定位的连续性和正确性。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案本发明包括以下步骤步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序；步骤二，选择贡献最大的6颗卫星进行解算； 步骤三，根据已选择的6颗卫星的观测方程，形成奇偶空间矢量，基于奇偶矢量构成检验统计量； 步骤四，根据奇偶空间矢量的RAIM算法，对故障进行检验和识别；若经检验后发现这组卫星中没有故障，则利用已选择的6颗卫星进行定位；若经检验后发现这组卫星中有故障，则将故障卫星剔除，选择下一颗GDOP贡献大的卫星，并利用新选择的6颗卫星定位。接着，重复步骤三和步骤四，直至选定无故障且⑶OP贡献大的6颗卫星。采用上述技术方案的本发明，具有以下优点1.根据北斗二代卫星的结果特点，按照每颗星对⑶OP值的贡献选择，所以保证了卫星的几何结构良好，从而降低了完好性算法的漏检率；2.由于选择6颗星进行导航定位，大大降低了定位解算量；3.根据二代的卫星结构，若所有可视卫星进行导航定位，可能导致⑶OP值较大， 本发明避免了此缺点，从而使定位精度比较高。


附图为本发明的整体流程图。
具体实施例方式如图所示，本发明包括以下步骤步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序。在此步骤中，首先根据二代伪距观测模型可表示如下y = Hx+ ε (1)其中，y是观测伪距与近似计算伪距差值的η维矢量，η为卫星数；H是ηΧ4维的系数矩阵；X是4维待参数矢量，包括3个用户位置改正参数和1个接收机钟偏改正参数； ε是η维观测伪距噪声矢量，若存在偏差，则以ε+b表示。设Hm为选择m颗卫星定位时的观测矩阵，从m颗卫星中去掉第i颗星(i_l，…， m)，得到m-1颗卫星的观测矩阵Ginri。，两者有如下关系H1fflHm = H^HU^^hi (2)其中比=(en ei2 ei3 1)为第i颗星的观测矢量。由 Sherman-Morrison 公式可得Gnrl = (H^HUr1 = (Ητω= G^h/(l-h^h,1) ^hiGffl (3)那么第i颗卫星对m颗卫星的⑶OP即⑶OPm的贡献表示为Δ Gi"1 = trace(m= 1,2,3. ..) (4)步骤二，根据对GDOP贡献值的大小，选择贡献最大的6颗卫星进行解算。步骤三，根据已选择的6颗卫星的观测方程，形成奇偶空间矢量，基于奇偶矢量构成检验统计量。步骤四，根据奇偶空间矢量的RAIM算法，对故障进行检验和识别。具体地说，根据选择的6颗星建立伪距观测模型表达式，表示为y = Gx(5)对6 X 4阶系数矩阵G进行QR分解，即令G = QR(6)其中，Q为6X6阶正交矩阵，R为6X4阶上三角矩阵。上式代入y = Gx，两边左乘Qt J导QTy = Rx(7)
又Qt和R可分别表示为
权利要求
1.一种北斗二代接收机自主完好性实施方法，其特征在于，它包括以下步骤步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序；步骤二，选择贡献最大的6颗卫星进行解算；步骤三，根据已选择的6颗卫星的观测方程，形成奇偶空间矢量，基于奇偶矢量构成检验统计量；步骤四，根据奇偶空间矢量的RAIM算法，对故障进行检验和识别；若经检验后发现这组卫星中没有故障，则利用已选择的6颗卫星进行定位；若经检验后发现这组卫星中有故障，则将故障卫星剔除，选择下一颗⑶OP贡献大的卫星，并利用新选择的6颗卫星定位。
2.根据权利要求1所述的北斗二代接收机自主完好性实施方法，其特征在于重复步骤三和步骤四，直至选定无故障且⑶OP贡献大的6颗卫星。
全文摘要
一种北斗二代接收机自主完好性实施方法，它包括以下步骤步骤一，根据观测方程，求得每个可视卫星对GDOP的贡献，并根据GDOP值从大到小排序；步骤二，选择贡献最大的6颗卫星进行解算；步骤三，根据已选择的6颗卫星的观测方程，形成奇偶空间矢量，基于奇偶矢量构成检验统计量；步骤四，根据奇偶空间矢量的RAIM算法，对故障进行检验和识别；若经检验后发现这组卫星中没有故障，则利用已选择的6颗卫星进行定位；若经检验后发现这组卫星中有故障，则将故障卫星剔除，选择下一颗GDOP贡献大的卫星，并利用新选择的6颗卫星定位。
文档编号G01S19/13GK102401903SQ20101028461
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者吴淑琴, 弓永魁, 张筱南, 贾小波, 邹世合 申请人:郑州威科姆科技股份有限公司