[发明专利]一种GPS/北斗系统双模测时完好性监测方法

摘要

本发明所涉及的是一种测时完好性监测技术，具体涉及一种用户位置未知的情况下应用于测时服务GPS/北斗系统双模测时完好性监测方法。本发明包括如下步骤：获取双模卫星导航接收机的GPS/北斗双模观测量；建立基于GPS系统误差时和北斗系统误差时的线性模型；统一标准差；获取钟差估计值；计算测时完好性风险；检测当前调节因子τ是否能够满足当前完好性要求；完成钟差估计；遍历调节因子。本发明利用全球卫星导航系统GPS和北斗卫星导航系统的伪距观测量，获得关于用户钟差的冗余估计值，由于用户钟漂与钟差之间的线性关系，使该方法能够直接检测用户端的异常钟漂，也就是间接监测用户端钟差，提高了监测性能。

主权项

1.一种GPS/北斗系统双模测时完好性监测方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）获取双模卫星导航接收机的GPS/北斗双模观测量，其中GPS/北斗双模观测量的线性模型为：ρ1,GPS...ρn,GPSρ1,BD...ρm,BDα1,GPSβ1,GPSγ1,GPS-10...αn,GPSβn,GPSγn,GPS-10α1,BDβ1,BDγ1,BD0-1...αm,BDβm,BDγm,BD0-1xuyuzucδtGPScδtBD+ϵ1,GPS...ϵn,GPSϵ1,BD...ϵm,BD,]]>该模型的等效表示为Y=GX+ε，下标GPS和BD代表分别对应GPS和北斗的变量，ρ表示伪距观测量，α、β、γ为对应卫星和用户的方向余弦矢量，x_u、y_u和z_u为规定坐标系下的用户坐标，c为光速时间常量，δt代表用户钟差项，ε为观测量噪声，m为北斗卫星的个数和n为GPS卫星的个数；（2）建立基于GPS系统误差时和北斗系统误差时的线性模型：Δtk,GPSΔtk,BD=TsTsδfu,k+ϵt,GPSϵt,BD,]]>其中，Δtk,GPS=1c(b^k,GPS-b^k-1,GPS),]]>Δtk,BD=1c(b^k,BD-b^k-1,BD),]]>ϵt,GPS~N(0,σGPS2c2);]]>ϵt,BD~]]>N(0,σBD2c2),]]>为系统时钟误差观测量，k为第k个历元，δf_u为频漂，T_s为接收机观测量输出周期，σ_GPS和σ_BD分别为基于GPS系统和北斗系统的伪距观测量观测噪声标准差；（3）统一标准差：完好性监测方法要求各观测量具有统一的统计特性，统一以σ_BD为标准差表示基于GPS系统误差时和北斗系统误差时的线性模型：σBDσGPSΔtk,GPSΔtk,BD=σBDσGPSTsTsδfu,k+σBDσGPSϵt,GPSϵt,BD,]]>上述线性模型的等效形式为z=Hξ+ε′；（4）获取钟差估计值：ξ^WLS=[(wH)THw]-1(wH)Twz,]]>其中次优加权矩阵w为w=100τη,]]>τ为调节因子以控制时钟估计引入的完好性风险，当且仅当τ=1时，w为最优加权矩阵，否则w为次优加权矩阵；（5）计算测时完好性风险：其中λ为由预先设置的漏检率所决定的非中心χ²分布中的非中心参数，τ为调节因子；（6）检测采用当前调节因子τ的完好性风险是否能够满足当前完好性要求P_req，若满足要求，即满足P_t，ir<P_req，执行步骤（7），若不满足要求执行步骤（8）；（7）完成钟差估计，获得用户测时误差的最终解Δt_u，final为：Δtu,final=(11+τ2)Δtk,GPS+(τ21+τ2)Δtk,BD;]]>（8）遍历调节因子，若存在次优加权矩阵，重新执行步骤（5）；若遍历所有调节因子后仍不能满足完好性风险要求，向用户告警，结束该进程。