[发明专利]基于GNSS的故障检测排除方法及装置

说明书

本发明公开了基于GNSS的故障检测排除方法及装置，包括如下步骤：通过计算信息过滤器的测量模型和动态模型建立观测模型，根据观测模型获取GNSS接收机的观测量以及观测卫星的坐标；对观测卫星的坐标中的Y信息向量进行提取和添加预设变量，以对观测量边缘化；信息滤波器计算观测卫星的坐标的信息向量的预测值和信息矩阵；选取任意信息过滤器为主滤波器，生成与该主滤波器相关的若干个子滤波器，通过似然比比较每一个子滤波器与主滤波器之间的确定性以进行故障检测排除；根据当前的观测值计算更新矩阵和观测卫星的坐标更新向量信息。本发明通过建模、边缘化，并通过似然比检验子滤波器与主滤波器之间的确定性，可以准确的检测和排除故障。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术，尤其涉及基于GNSS的故障检测排除方法及装置。

背景技术

全球导航卫星系统是能自主提供全球范围内三维位置、速度的卫星导航系统的通用名称。GNSS包括中国的北斗、俄罗斯的格格纳斯，美国的全球定位系统，欧洲的伽利略系统等。高精度定位常使用载波相位观测值，在得到整周模糊度后，使用类似于差分伪距定位的方法进行定位。周跳是在GNSS技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。如何正确的探测并恢复周跳，是载波相位测量中必须解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于 GNSS的故障检测排除方法，其能解决GNSS的载波相位测量中对周跳的故障检测与排除的问题。

本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

基于GNSS的故障检测排除方法，包括如下步骤：

S1：通过计算信息过滤器的测量模型和动态模型建立观测模型，根据所述观测模型获取GNSS接收机的观测量以及观测卫星的坐标；

S2：对观测卫星的坐标中的Y信息向量进行提取和添加预设变量，以对观测量边缘化；

S3：信息滤波器计算观测卫星的坐标的信息向量的预测值和信息矩阵；

S4：选取任意信息过滤器为主滤波器，生成与该主滤波器相关的若干个子滤波器，通过似然比比较每一个子滤波器与主滤波器之间的确定性以进行故障检测排除；

S5：根据当前的观测值计算更新矩阵和观测卫星的坐标更新向量信息。

优选的，S1具体包括如下步骤：

S10：根据公式计算信息过滤器的观测模型，其中，N是相位模糊度；ρ和表示所有观测卫星的伪距和载波相位的集合；是接收机传感器和观测卫星之间的距离加上时钟和其他误差类型，是载波相位和用于计算模糊度的C/A码测量值之间的组合；

S11：定义任意两个观测周期之间的速度恒定且观测系统具有线性形式，可获得动态模型X(k)＝F.X(k-1)，X(k)为状态向量， F为状态矩阵，所述状态向量

其中， [x(k)，y(k)，z(k)].是GNSS接收机速度分量，是时钟误差和时钟漂移，[N₁，...，N_n]是模糊度；

S12：根据观测模型和动态模型得到非线性的观测模型为 Z(k)＝h(X(k)，v(k))；

S13：对非线性的观测模型线性化，得到H＝[H_x H_N]， H_N＝-λ*J_n，

其中，

为观测卫星的坐标。

优选的，S3具体为：通过公式计算信息向量的预测值，通过公式计算信息向量的信息矩阵。

优选的，，S4具体包括如下子步骤：