基于奇异值分解的接收机自主完好性监测算法

摘要

基于最小二乘法残差的接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)算法本质是一种基于伪距残差矢量的一致性监测算法,但由于残差矢量中各分量具有一定的关联性,掩饰了某些重要的不一致性信息。为了消除这种关联性,提出了一种基于奇异值分解的接收机自主完好性监测方法。在方法中利用奇异值分解对伪距观测矩阵中的观测系数矩阵进行分解,获得奇异值空间矢量和奇异值空间矩阵。基于奇异值空间矢量构造能够直接反映故障卫星偏差信息的检验统计量,从而可以简便地进行粗差监测,更好地满足完好性监测需求。鉴于实际中完好性故障包含运控系统故障、导航系统故障、信号传播异常以及地面接收处理故障等多类因素,以脉冲型和阶跃型两种故障方式进行基于奇异值分解的RAIM故障检测与识别,并开展仿真分析研究。结果表明,提出的方法能够正确检测、识别故障卫星,在特定参数下能够达到很好的故障识别率,即当误警概率设置为1×10^(-5)/h、引入阶跃故障误差为25 m时,算法能够实现98.8%的故障识别率。