基于Shewhart控制图的完好性监测算法-论文.pdf

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1、第14卷第16期2014年6月科学技术与工程Vo1．14No．16Jun．20141671—1815f2014)16—0067—06ScienceTechnologyandEngineering@2014Sci．Tech．Engrg．通信技术基于Shewhart控制图的完好性监测算法杨磊军郭承军，张顺生，(电子科技大学电子科学技术研究院；综合电子系统教育部重点实验室，成都611731)摘要Galileo系统完好性处理中，通常假设空间信号误差(SISE)服从零均值的高斯分布，以理想状态处理，但在实际情况中该假设很难满足。首先阐述了SISE的

2、概念与统计方法，以IGS提供的数据为基础，分析了2012年8月26日的SISE分布状况；然后针对非零均值模型的SISE完好性监测，将统计过程控制引入完好性监测中，提出了一种基于Shewhart控制图的完好性监测算法，并与最小方差法进行对比。仿真结果表明，所提算法比最小方差法监测性能更优。关键词卫星导航空间信号Shewhart完好性中图法分类号TN96；文献标志码A随着全球卫星导航系统的规划建设，决定用户完好性监测分为轨道和钟差两部分进行完好性监导航定位性能以及卫星导航系统可靠性的完好性监测。对于SISE的预报，文献[4]指出由于长时间卫测

3、问题逐渐成为人们关注的焦点。GAuLEO系统星钟差的变化比较稳定，基本是呈线性变化。因此在建立之初就将完好性监测部分纳入系统规划之对于SISE的预报，多针对卫星轨道误差。对于此，中，提出了不同于传统的以增强系统实现完好性的郭英等学者提出基于时间序列和卡尔曼滤波理论的方法：首先预报空问信号误差(signalinspaceelTor，预报方法l8J，但预报精度有待提高。SISE)，然后进行监测，发布监测的质量参数，确定对于完好性的监测，文献[4]中阐述了一种适完好性性能⋯。用于零均值高斯模型的基于最小方差法统计理论的SISE的完好性分析主要分

4、为以下几个部分：监测方法。但实际情况往往有一定偏差，最小方差SISE的建模、预报和监测J。就目前公布的文献而法在非零均值的情况下有其固有的局限性。在其他言，欧空局(Europeanspaceagency，ESA)对于GAL-领域的应用中，统计过程控制(statisticalprocesscon—ILEO的完好性概念与算法的研究成果和进展情况trol，SPC)是一种基于数理统计理论对生产过程的都处于保密之中。对于SISE的建模，有关学者提出各个阶段部分进行监控，达到及时发现系统异常现了一些相关的概念和算法，文献[3]提出了两种计象的方法。而

5、在SPC中，发展比较成熟的是控制图算SISE的方案：①利用动力学定轨模型进行计算；理论，文献[9]用AR参数建立休哈特控制图，通过②利用统计理论预测100min内的SISE。方案“①”自回归参数的统计特性变化判断结构是否发生损理论可行，且精度较高，但由于卫星动力学定轨理论伤。文献[10]利用CUSUM控制图算法对周跳进行模型复杂，其计算量较大。方案“②”的精度与估计探测。由于控制图相关理论在土木工程等领域已取方法密切相关，其计算量也相对较小，更易于实现，得的初步的成果，本文将统计过程控制中的She．但选择何种统计理论，能合理地表示SISE

6、的变化趋whart控制图理论引人SISE的完好性监测过程中。势，需要深入研究』。斯坦福大学的学者Liang鉴于此，故首先阐述的SISE的基本概念，分析了Heng等收集了近几年的广播星历数据，从统计学的SISE的完好性监测方法，以1GS提供的文件为数角度阐述了研究星历数据的方法，指出近年来星历据，统计了某天SISE的分布状况。最后，针对SISE数据的异常点，并分析了SISE的特性J。其在文完好性监测，提出了一种基于Shewhart控制图的完献[5]中指出SISE的建模与预报对于空问信号的好性监测方法。通过与最小方差法的比较发现，Sh—完好性

7、起着至关重要的作用。文献[7]将SISE的ewhart控制图算法比最小方差法有更好的监测效果。2013年l2月27日收到国家自然科学基金资助项目(61301052)资助1SISE完好性监测与最小方差法第一作者简介：杨磊军(1990一)，男，硕士研究生。研究方向：卫星导航算法仿真，完好性方法。E—mail：tdcq—yang@126．corn。1．1SISE基本概念科学技术与工程14卷卫星在某一历元下覆盖地球表面的区域，称为SISE—X卫星的可视域。用户接收到的OD&TS(orbitde—SISE—ySISE—Zterminationand

8、timesynchronization)是通过卫星定轨理论预报的结果，该结果与实际卫星OD&TS之间的差值称为卫星轨道误差和卫星钟差。系统规定_6J：在卫星可视域内，卫星轨道误差和卫星钟差在信