[发明专利]一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法

说明书

本发明公开了一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法。该方法步骤如下：一、利用接收机的位置、速度、钟差、钟漂和卫星星历计算载波和码NCO参数；二、鉴频器和码环鉴别器输出作为导航滤波器量测信息，用以估计接收机的位置、速度、钟差和钟漂误差，用估计的信息修正接收机位置和速度，然后用修正过的接收机位置和速度结合卫星星历计算载波和码NCO，以保持对输入信号的跟踪；三、将每个通道对应的新息序列作为支持向量机的输入，用来判断通道是否正常。本发明方法能够准确地检测出存在故障的通道，同时没有明显增加计算量，不影响环路的实时性，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及卫星导航和卫星导航软件接收机领域，特别是一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法。

背景技术

GPS是由美国国防部开发的天基导航系统，具有、全天候、高精度的特点。全世界的用户使用接收机接收不少于4颗导航卫星的信号就可以实时的获得自身的位置、速度和时间信息。目前GPS广泛应用于武器制导、车辆导航、大地测量、地震预测、天气预报方面。

新一代基于矢量跟踪算法的接收机技术可以跟踪弱信号，矢量跟踪算法的导航滤波器采用卡尔曼滤波算法，这样实现了所有通道卫星信号的联合跟踪，同时具有更好的鲁棒性，具有瞬时桥接信号的能力，但是任一通道的故障或者信号质量较差会影响其它通道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高矢量跟踪环路的容错能力和鲁棒性的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，包括下列步骤：

步骤1，利用接收机的位置、速度、钟差、钟漂和卫星星历计算载波和码NCO参数；

步骤2，鉴频器和码环鉴别器的输出作为导航滤波器量测信息，用以估计接收机的位置、速度、钟差和钟漂误差信息，用估计的信息修正接收机位置和速度，然后用修正过的接收机位置和速度结合卫星星历计算载波和码NCO，以保持对输入信号的跟踪；

步骤3，利用校对好的支持向量机检测通道是否存在故障，支持向量机的输入为导航滤波器对应通道的新息序列，输出为对应通道是否正常。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：(1)采用支持向量机判断通道是否故障，能够准确的检测出存在故障的通道；(2)提高了矢量跟踪环路的容错能力和鲁棒性；(3)没有增加计算量，不影响环路的实时性，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明中容错矢量跟踪结构示意图。

图2是本发明中支持向量机的示意图图。

具体实施方式

本发明基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，具体实现如下：

在不考虑噪声的情况下，GPS接收机射频前端输出的中频信号模型为：

式中，A为信号强度，D(t)为导航电文，C(t)为C/A码，τ为传输过程中的时间延迟，ω_IF为信号中频，φ(t)为初始载波相位，S_IF(t)为t时刻信号强度值。

本地振荡器发生的两路信号分别为：

式中，(ω_IF+Δω)为本地振荡器产生的载波频率，Δω为本地载波频率和输入的中频信号频率的差，φ₀为本地信号产生初始载波相位。I(t)和Q(t)分别为t时刻本地信号和接收信号的即时I支路值和Q支路值。