一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法

摘要

本发明公开了一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法，特别适用于对机载终端已有完好性监测方法的辅助监测和验证。所述方法包括：利用已经判定过的位置和速度结果为基础，参考三维速度数值，按照机载终端的定位测速输出更新率时间间隔，计算得到下一时刻位置结果，用于辅助验证下一时刻位置计算数值是否可信。若超出门限，则依据卫星星座几何因子是否变化进一步判断。本方法易于软件实现，可对机载终端已有完好性判断形成辅助验证。飞行中从可见卫星数目从多于四颗卫星变为四颗卫星时，常规完好性算法不再适用，本方法可临时应用，满足短时间完好性监测需求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法， 特别适用于对机载终端已有完好性监测方法的辅助和验证。

背景技术

卫星导航具有成本低、性能高特点，在航空领域应用越来越广。对通 用航空而言，考虑价格成本因素，卫星导航成为首选导航技术途径。但卫 星导航系统具有脆弱性，需要进行完好性监测，即当导航系统不能用于导 航服务时，能及时给出告警。

卫星导航接收机自主完好性监测是航空机载终端需要具备的能力。该 技术是设在卫星导航接收机中的一种算法,它利用冗余观测量进行一致性 检验，以伪距残差构造检测统计量，实现完好性监测。常用方法有奇偶矢 量、最小二乘和最大间隔法等。

目前的接收机自主完好性监测算法，主要采用当前时刻的观测数据处 理，没有利用已经判定过的历史速度信息。

发明内容

本发明针对上述不足，并结合通用航空飞机飞行速度不高特点，提出 了一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法，通过提高机 载终端的定位测速更新率，基于上一时刻的位置和速度信息，对当前时刻 位置进行预测，与当前位置进行比对，判定是否异常，可用于完好性监测 的辅助验证。

本发明的目的是这样实现的：

一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法，其特征在于 具体包括以下步骤：

①根据上一时刻的机载终端的位置和速度数值，计算得到当前时刻机载 终端的估计位置；

②获取当前时刻计算得到的机载终端的位置和速度数值，与当前时刻机 载终端的估计位置进行比对，判断两者的位置差是否超出设定门限；

③若没有超出设定门限，则对当前时刻机载终端的位置和速度数值进行 保存，进入步骤④；若超出设定门限，则进入步骤⑤；

④更新保存的位置和速度值，计算得到下一时刻机载终端的估计位置， 并将下一时刻机载终端的估计位置更新为当前时刻机载终端的估计位置， 然后进入步骤②；

⑤分析卫星导航星座几何因子是否发生变化，若没有变化，则给出超出 设定门限告警；若有变化，则给出需进行完好性监测的告警。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1.本方法不基于冗余观测量，利用了已有判定的历史信息，可对当前 完好性判断并形成辅助验证。

2.飞行中从可见卫星数目从多于四颗卫星变为四颗卫星时，常规完好 性算法不再适用，本方法可临时应用，满足短时间完好性监测需求。

3.仅使用机载终端已有位置和速度信息数据，不增加硬件成本，易于 软件实现。

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

下面，结合图1和实施例对本发明作进一步说明。

正常情况下，通用航空飞机飞行速度不会发生突变；且通用航空飞机在 空中飞行时，受多径影响小，获得的定位精度比地面高。通过提高机载终 端的定位测速输出更新率，可获得飞行状态下精细的位置变化。

机载终端进行完好性监测时，利用当前的伪距等观测信息，给出判定 结果，若正常则定位和速度计算结果是可信的。本发明利用已经判定过的 位置和速度结果为基础，参考三维速度数值，按照机载终端的定位测速输 出更新率的时间间隔，计算得到下一时刻的位置结果，用于辅助验证下一 时刻的位置计算数值是否可信。若超出门限，则判断卫星星座的几何因子 是否发生变化，若没有变化则认为定位结果仅受各个卫星的测量值影响， 存在完好性风险；若有变化则采用机载终端已有完好性监测算法，判定是 因飞机姿态导致的卫星星座几何因子变化还是卫星测量值存在错误风险。

一种通用航空卫星导航机载终端自主完好性辅助监测方法，其特征在于 具体包括以下步骤：

①根据上一时刻的机载终端的位置和速度数值，计算得到当前时刻机载 终端的估计位置；

②获取当前时刻计算得到的机载终端的位置和速度数值，与当前时刻机 载终端的估计位置进行比对，判断两者的位置差是否超出设定门限；

③若没有超出设定门限，则对当前时刻机载终端的位置和速度数值进行 保存，进入步骤④；若超出设定门限，则进入步骤⑤；

④更新保存的位置和速度值，计算得到下一时刻机载终端的估计位置， 并将下一时刻机载终端的估计位置更新为当前时刻机载终端的估计位置， 然后进入步骤②；

⑤分析卫星导航星座几何因子是否发生变化，若没有变化，则给出超出 设定门限告警；若有变化，则给出需进行完好性监测的告警。