卫星导航接收机自主完好性监测算法研究

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1、第31卷第1期2014年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．31No．1Feb．2014文章编号：2095—1248(2014)01-0077—05卫星导航接收机自主完好性监测算法研究王尔中，蔡明，庞涛，曲萍萍(沈阳航空航天大学电子信息工程学院，沈阳110136)摘要：针对航空导航定位高可靠性的要求和GPS接收机观测噪声分布的特点，研究将粒子滤波算法应用于接收机自主完好性监测(RAIM)中。通过粒子滤波算法对状态进行精确估计，利用对数似然比建立一致性检验统计量进行故障检测

2、与隔离。对算法进行了数学建模，描述了完整的RAIM算法详细流程。通过实测数据对提出的RAIM算法进行验证，结果表明：粒子滤波算法在非高斯测量噪声情况下可以对GPS接收机状态进行精确的估计，利用对数似然比建立的一致性检验统计量能有效地检测并隔离故障卫星，验证了该算法应用于GPS接收机自主完好性监测的可行性和有效性。关键词：GPS；接收机自主完好性监测；粒子滤波；故障检测中图分类号：V241．6；TN967．1文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2014．01．016StudyofGPSreceiverau

3、tonomousintegritymonitoringalgorithmWANGEr-shen，CAIMing，PANGTao(SchoolofElectronicandInformationEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：AimedathighreliabilityoftheaeronauticalpositioningandthemeasurementnoisefeatureofGPSreceiver．theparticlefilteral

4、gorithmisappliedtoGPSreceiverautonomousintegritymonitoring(RAM)．Estimatingthestatepreciselywithparticlefilteralgorithmandusingthelog—likelihoodratioasaconsistencyteststatisticstoachievethefaultdetectionandisolation．satellitefaultdetectioniSundertakenbycheckingthecumulativ

5、elog．1ikelihoodratio(LLR)ofsystemstatewithdetectionthreshold．Meanwhile，adetaileddescrip—tionofthealgorithmflowisgiven．BasedonrealGPSdata．theproposedRAⅣalgorithmistested．Experi—mentalresultsdemonstratethattheparticlefilteralgorithmunderconditionsofnon—Gaussianmeasurementno

6、isecanestimatethestateofGPSsystemaccurately，andthelog-likelihoodratioasthestatisticofconsis—tencytestCaneffectivelydetectandisolatefalsesatellites．Therefore，experimentalresultsvalidatethefeasi-bilityandvalidityofparticlefilteringand1ikelihoodofratiomethodsforRAIM．Keywords

7、：globalpositioningsystem(GPS)；receiverautonomousintegritymonitoring(RAIM)；particlefilter；faultdetection在航空导航定位系统中，可靠性是一项非常重要的性能指标。因此，完好性监测是航空导航系统不可或缺的一部分，由于系统故障而引起的导航失败或者故障应该被探测和隔离以保证导航信息可靠性不受影响。随着全球导航卫星系统(GNSS)的发展以及用户对于GNSS服务性能要求的不断升级，完好性监测日益受到重视。尤其是涉及到生命安全、航空等服务，希望得到高可靠

8、性的定位信息。因此，接收机自主完好性监测(RAIM，ReceiverAutonomousIntegrityMonito．收稿日期：2013—10—31基金项目：国家自然科学基金青年基金(项目编