一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)異常檢測技術(shù)，尤其涉及一種衛(wèi)星/慣性組合導(dǎo)航 系統(tǒng)中衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)規(guī)模的復(fù)雜化，研宄衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢測技術(shù)來保證系 統(tǒng)的可靠性就變得尤為重要。目前，在衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，可以說是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度 直接決定著組合系統(tǒng)的精度，一旦衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)異常，組合系統(tǒng)的濾波器便會受到異 常信息的污染，導(dǎo)致系統(tǒng)精度下降，可靠性降低。
[0003] 眾所周知，普遍采用自主完好性監(jiān)測算法（RAM)對衛(wèi)星導(dǎo)航偽距進行異常檢測， 該算法是通過對觀測冗余信息的一致性檢驗來找出故障衛(wèi)星的，計算復(fù)雜，實現(xiàn)難度大，且 不能對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的偽距異常進行識別；在衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異 常檢測方法主要是殘差X2檢驗法、狀態(tài)X2檢驗法。其中，殘差X2檢測是利用卡爾曼濾 波中的殘差值是否為零均值高斯白噪聲，來判斷系統(tǒng)是否有異常發(fā)生，這種異常檢測方法 雖然能對衛(wèi)星導(dǎo)航偽距的異常進行檢測，但是檢測可靠性較低，不利于系統(tǒng)組合決策；狀態(tài) X2檢測是利用兩個卡爾曼濾波器進行異常檢測，其中一個濾波器只做時間更新，不做量測 更新，另外一個濾波器同時作時間更新和量測更新，通過兩個濾波器的輸出差異構(gòu)造異常 檢測函數(shù)，根據(jù)差異的均值是否為零來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生異常，但這種方法由于是利用組 合濾波器的參數(shù)進行異常檢測的，系統(tǒng)實現(xiàn)較為復(fù)雜、資源開銷大且實時性差，特別是在機 載資源有限的情況下不能實時地對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的偽距異常進行檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法，利 用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的高頻率輸出和短期高精度特性，考慮衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自身偽距所屬的合理 范圍，在不引入組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波參數(shù)的條件下，實時建立用于直接檢測衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異 常的檢測基準(zhǔn)信息，對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)偽距異常進行實時檢測。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0006] (1)采集衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的偽距信息、衛(wèi)星位置信息及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位 置信息；
[0007] (2)對所述衛(wèi)星偽距信息進行合理性檢測；所述合理性檢測是指衛(wèi)星導(dǎo)航偽距是 否位于導(dǎo)航衛(wèi)星的上下限范圍；
[0008] (3)若所述衛(wèi)星偽距信息沒有通過合理性檢測，則判定此刻衛(wèi)星偽距發(fā)生異常，回 到步驟（1)，否則進入步驟（4);
[0009] (4)利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的衛(wèi)星位置信息和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置信息計算 慣導(dǎo)偽距，并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；所述的慣導(dǎo)偽距是根據(jù)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置信息與可 見衛(wèi)星位置信息計算得到的兩點間距離；
[0010] (5)運用最小二乘法對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的慣導(dǎo)偽距進行曲線擬合，并對當(dāng)前時刻的 趨勢進行預(yù)測，以此預(yù)測值作為衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常的檢測基準(zhǔn)；
[0011] (6)計算所述衛(wèi)星偽距信息與建立的檢測基準(zhǔn)之間的殘差值，如果殘差值大于設(shè) 定的檢測門限值，則判定為異常，否則的話，則判定無異常。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的高頻率輸出特性和短期高精度特性， 在不引入組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波參數(shù)的條件下，實時建立用于檢測衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常的檢測基 準(zhǔn)，直接對衛(wèi)星導(dǎo)航偽距進行實時檢測，方法簡單易行，實時性強，能夠有效剔除衛(wèi)星導(dǎo)航 偽距異常信息，提高衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實施 例。
[0015] 本發(fā)明設(shè)計實現(xiàn)一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法，具有對衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常 檢測的功能，以此保證所述衛(wèi)星偽距一旦發(fā)生異常就可以在第一時間被檢測出來。本發(fā)明 提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方式 進行詳細說明，如圖1所示，其步驟如下：
[0016] 步驟1 :利用數(shù)據(jù)采集裝置（如FPGA+DSP)，實時采集衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的偽距信 息、衛(wèi)星位置信息及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置信息，信號格式如下：
[0017] 表1采集裝置采集的信息格式
【主權(quán)項】
1. 一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法，其特征在于包括下述步驟： (1) 采集衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的偽距信息、衛(wèi)星位置信息及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置信 息； (2) 對所述衛(wèi)星偽距信息進行合理性檢測； (3) 若所述衛(wèi)星偽距信息沒有通過合理性檢測，則判定此刻衛(wèi)星偽距發(fā)生異常，回到步 驟（1)，否則進入步驟（4); (4) 利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的衛(wèi)星位置信息和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的位置信息計算慣導(dǎo) 偽距，并存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)； (5) 運用最小二乘法對數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的慣導(dǎo)偽距進行曲線擬合，并對當(dāng)前時刻的趨勢 進行預(yù)測，以此預(yù)測值作為衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常的檢測基準(zhǔn)； (6) 計算所述衛(wèi)星偽距信息與建立的檢測基準(zhǔn)之間的殘差值，如果殘差值大于設(shè)定的 檢測門限值，則判定為異常，否則的話，則判定無異常。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常實時檢測方法，利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的高頻率輸出和短期高精度特性，考慮衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自身偽距所屬的合理范圍，在不引入組合導(dǎo)航系統(tǒng)濾波參數(shù)的條件下，實時建立用于直接檢測衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常的檢測基準(zhǔn)信息，對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)偽距異常進行實時檢測。本發(fā)明簡單易行，實時性強，能夠有效剔除衛(wèi)星導(dǎo)航偽距異常信息，提高衛(wèi)星組合導(dǎo)航系統(tǒng)的可靠性。
【IPC分類】G01S19-20
【公開號】CN104749586
【申請?zhí)枴緾N201510141383
【發(fā)明人】王小峰, 王峰波, 謝元斌, 趙晶, 寇建輝
【申請人】中國電子科技集團公司第二十研究所
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月27日