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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明提供了一种面向GNSS相对导航的环回矢量型完好性监测方法，属于卫星导航定位技术领域。针对卫星信号的传播易受到“星‑空‑站‑端”多重风险源的影响而引起系统完好性降低的技术问题，本发明提供的完好性监测方法的要点包括：在多重风险源之间分配完好性风险与连续性风险；构建用于监测多重风险源的各种相应监测器，对“星‑空‑站”的多重风险源进行完好性监测；最后使用经过多重风险源的完好性监测后的观测量，对“端”的环回定位域进行完好性监测。本发明提供的完好性监测方法实现了对“星‑空‑站‑端”的多重风险源的完好性监测，保障了导航系统的可靠性，为用户提供高精度与高可靠的差分定位服务。

主权项：1.一种面向GNSS相对导航的环回矢量型完好性监测方法，其特征在于，包括：步骤S1）构造拉格朗日代价函数，使用该拉格朗日代价函数基于预测型保护水平最小化原则在多重风险源之间为每一种风险源分配误警率PFAi和漏检率PMDi，其中下标i表示第i种风险源；步骤S2）构建用于监测射频干扰风险源的射频干扰监测器，计算出当前射频干扰风险源的误警率与漏检率，将其与分配至射频干扰风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前射频干扰风险源的误警率小于分配至射频干扰风险源的误警率PFAi且当前射频干扰风险源的漏检率小于分配至射频干扰风险源的漏检率PMDi，则允许卫星的观测量通过射频干扰监测器；如果当前射频干扰风险源的误警率大于等于分配至射频干扰风险源的误警率PFAi和或当前射频干扰风险源的漏检率大于等于分配至射频干扰风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S3）构建用于监测周跳风险源的周跳监测器，计算出当前周跳风险源的误警率与漏检率，将其与分配至周跳风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前周跳风险源的误警率小于分配至周跳风险源的误警率PFAi且当前周跳风险源的漏检率小于分配至周跳风险源的漏检率PMDi，则允许卫星的观测量通过周跳监测器；如果当前周跳风险源的误警率大于等于分配至周跳风险源的误警率PFAi和或当前周跳风险源的漏检率大于等于分配至周跳风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S4）构建用于监测卫星故障风险源的星历监测器，计算出当前卫星故障风险源的误警率与漏检率，将其与分配至卫星故障风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前卫星故障风险源的误警率小于分配至卫星故障风险源的误警率PFAi且当前卫星故障风险源的漏检率小于分配至卫星故障风险源的漏检率PMDi，则允许卫星的观测量通过星历监测器；如果当前卫星故障风险源的误警率大于等于分配至卫星故障风险源的误警率PFAi和或当前卫星故障风险源的漏检率大于等于分配至卫星故障风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S5）构建用于监测电离层梯度风险源的电离层梯度监测器，计算出当前电离层梯度风险源的误警率与漏检率，将其与分配至电离层梯度风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前电离层梯度风险源的误警率小于分配至电离层梯度风险源的误警率PFAi且当前电离层梯度风险源的漏检率小于分配至电离层梯度风险源的漏检率PMDi，则允许相应卫星的观测量通过电离层梯度监测器；如果当前电离层梯度风险源的误警率大于等于分配至电离层梯度风险源的误警率PFAi和或当前电离层梯度风险源的漏检率大于等于分配至电离层梯度风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S6）构建用于监测对流层风暴风险源的对流层监测器，计算出当前对流层风暴风险源的误警率与漏检率，将其与分配至对流层风暴风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前对流层风暴风险源的误警率小于分配至对流层风暴风险源的误警率PFAi且当前对流层风暴风险源的漏检率小于分配至对流层风暴风险源的漏检率PMDi，则允许卫星的观测量通过对流层监测器；如果当前对流层风暴风险源的误警率大于等于分配至对流层风暴风险源的误警率PFAi和或当前对流层风暴风险源的漏检率大于等于分配至对流层风暴风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S7）构建用于监测接收机故障风险源的多参考一致性监测器，计算出当前接收机故障风险源的误警率与漏检率，将其与分配至接收机故障风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前接收机故障风险源的误警率小于分配至接收机故障风险源的误警率PFAi且当前接收机故障风险源的漏检率小于分配至接收机故障风险源的漏检率PMDi，则允许卫星的观测量通过多参考一致性监测器；如果当前接收机故障风险源的误警率大于等于分配至接收机故障风险源的误警率PFAi和或当前接收机故障风险源的漏检率大于等于分配至接收机故障风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S8）构建用于监测多径异常风险源的均值-标准差监测器，计算出当前多径异常风险源的误警率与漏检率，将其与分配至多径异常风险源的误警率PFAi和漏检率PMDi相比较，如果当前多径异常风险源的误警率小于分配至多径异常风险源的误警率PFAi且当前多径异常风险源的漏检率小于分配至多径异常风险源的漏检率PMDi，则允许相应卫星的观测量通过均值-标准差监测器；如果当前多径异常风险源的误警率大于等于分配至多径异常风险源的误警率PFAi和或当前多径异常风险源的漏检率大于等于分配至多径异常风险源的漏检率PMDi，则排除掉相应的卫星的观测量；步骤S9）接收通过了步骤S2-8中各种监测器的观测量，构建用于监测环回定位域完好性的定位域完好性监测器，将定位域完好性监测器的定位域检验统计量与预设的第一检验统计量门限进行比较，如果定位域检验统计量大于预设的第一检验统计量门限，则排除掉当前观测量，并及时向用户告警；如果定位域检验统计量小于等于预设的第一检验统计量门限，则标识当前观测量可用，其中：定位域完好性监测器为： ；其中，qpos表示定位域完好性监测器的定位域检验统计量，表示整周模糊度浮点解，表示位置浮点解，表示整周模糊度固定解，表示位置浮点解与整周模糊度浮点解对应的方差-协方差矩阵，表示整周模糊度浮点解对应的方差-协方差矩阵，bbt,vir表示理想参考点与主控站中用于接收通过了各种监测器的观测量的参考接收机构成的位置向量，其中理想参考点为播发的观测量所属点。

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