[发明专利]一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法

摘要

一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，本发明涉及改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。本发明是要解决针对单颗卫星的测量失效，控制解算流程误导接收机定位以及RAIM忽略了残余矢量之间的相关性和相似性的问题，而提出的一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。该方法是通过1、组成2、得到ρ_n，和卫星的三维坐标；3、计算4、计算y^(m)；5、计算w^(m)；6、选取w^max；7计算8、计算最大可见星SL^max；9、计算判决门限γ；10、判断存在欺骗卫星；11、估计干扰卫星的序号；12、若欺骗卫星标志F＝1，去掉干扰，进行定位解算，若F≠1进行定位解算等步骤实现的。本发明应用于改进型RAIM抗欺骗式干扰领域。

主权项

一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法，其特征在于一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、接收机状态的估计值为表示接收机三维坐标的估计值，表示接收机时钟偏差的估计值，在的邻域内得到M个粒子，组成集合其中x^(m)＝(x_U,m,y_U,m,z_U,m,δt_U,m)表示第m个接收机状态粒子，(x_U,m,y_U,m,z_U,m)表示接收机的三维坐标，δt_U,m表示接收机时钟偏差，m＝1，2....M；步骤二、设当前可见卫星数为N，测量每一颗卫星与接收机的伪距，得到第n颗卫星与接收机的测量伪距ρ_n(n＝1,2...N)，以及卫星的三维坐标(x_n,y_n,z_n)；步骤三、根据步骤一得到的第m个接收机状态粒子x^(m)，及步骤二得到的第n颗卫星的三维坐标(x_n,y_n,z_n)，得到第n颗卫星与第m个粒子的计算伪距其中，c代表光速；步骤四、根据步骤二得到的第n颗卫星与接收机的测量伪距ρ_n(n＝1,2...N)，及步骤三得到的第n颗卫星与第m个粒子的计算伪距计算第m个粒子的观测向量y^(m)＝[e_1,m,...,e_n,m,...,e_N,m]^T，其中e_n,m表示第m个粒子与第n颗卫星的伪距残差：步骤五、根据步骤四得到的第m个粒子的观测向量y^(m)，计算第m个粒子的未归一化加权值w^(m)：$w^{\left(m\right)}=\frac{1}{M}{\left(\frac{1}{\sqrt{2{\mathrm{\π\σ}}^2}}\right)}^N\exp [-\frac{\left|\right|y^{\left(m\right)}\left|\right|}{{2\mathrm{\σ}}^2}];$其中，σ表示无噪声条件下e_n,m的标准差，通常取5.9；步骤六、根据步骤五得到的第m个粒子的未归一化加权值w^(m)，选取最大的粒子加权值w^max：w^max＝max(w^(m))，最大的粒子加权值w^max分别与最大观测向量y^max，最大接收机状态粒子x^max，对应的最大粒子偏差d^max相对应，其中，$d^{\max }=\hat{x}-x^{\max },$其中表示接收机状态的估计值；步骤七、根据步骤六得到的最大观测向量y^max，计算附加伪距的估计值步骤八、根据步骤七得到的附加伪距的估计值计算最大可见星联合斜率SL^max：步骤九、根据步骤八得到的最大可见星联合斜率SL^max，计算判决门限γ；步骤十、根据步骤九得到的判决门限γ和步骤六得到的最大观测向量y^max，若‖y^max‖≥γ则说明存在欺骗卫星，欺骗卫星标志F＝1，若不存在则跳到步骤十二，欺骗卫星标志F＝0；步骤十一、则根据步骤六得到的最大观测向量为y^max、步骤七得到的附加伪距的估计值和残余矢量矩阵S，估计干扰卫星的序号步骤十二、若欺骗卫星标志F＝1，去掉步骤十一的估计干扰卫星的序号的干扰，然后进行定位解算，若欺骗卫星标志F≠1直接进行定位解算；即完成了一种基于粒子滤波的改进型RAIM抗欺骗式干扰方法。