用于局域增强系统的测量值质量监测方法

摘要

本发明公开了一种应用于卫星导航系统的局域增强系统的测量值质量监测方法，主要解决目前测量值质量监测中不能准确地判定卫星是否可用的问题。其检测步骤是：首先对每台接收机每颗卫星的锁定时间进行监测，确定锁定时间正常的卫星；然后对正常锁定的卫星进行载波相位加速-斜坡-阶跃周跳检测，对通过周跳检测的卫星进行码伪距革新测试，对通过码伪距革新测试的卫星进行码-载偏离度检测；最后对多台接收机的检测结果进行综合处理，以获取各颗卫星的可用状态。本发明解决了现有方法中在发生卫星异常告警时判断不准确的问题，能够准确的判定卫星是否可用，选择出确实可用的卫星，提高了测量值质量监测的精度。

主权项

1.一种适用于卫星导航系统的局域增强系统的测量值质量监测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)对M台基准接收机接收到的每一颗卫星的数据，分别计算前后时刻的锁定时间的数值差，确定各个正常锁定的卫星，此处M＝3；(2)对确定的正常锁定的卫星通过最小二乘法进行载波相位周跳检测：2a)计算载波相位的加速度值、斜坡值以及阶跃值，并设定相应的加速度阈值T_Acc，0＜T_Acc＜1，斜坡阈值T_Ramp ，0＜T_Ramp＜1，和阶跃阈值T_Step，0＜T_Step＜1；2b)将加速度值、斜坡值、阶跃值分别与设定的阈值T_Acc、T_Ramp和T_Step进行比较，得到相应的判定结果值Res_Acc、Res_Ramp和Res_Step：若加速度的绝对值大于T_Acc，则认为加速度异常，将Res_Acc置为1，若加速度的绝对值小于T_Acc，则认为加速度正常，将Res_Acc置为0；若斜坡的绝对值大于T_Ramp，则认为斜坡值异常，将Res_Ramp置为1，若斜坡的绝对值小于T_Ramp，则认为斜坡值正常，将Res_Ramp置为0；若阶跃的绝对值大于T_Step，则认为阶跃值异常，将Res_Step置为1，若阶跃的绝对值小于T_Step，则认为阶跃值正常，将Res_Step置为0；2c)对Res_Acc、Res_Ramp和Res_Step三个判定结果进行逻辑判决，若逻辑判决通过，则认为载波相位正常，若逻辑判决未通过，则认为载波相位异常；(3)对通过载波相位周跳检测的卫星进行码伪距革新测试，计算革新测试统计量值，并将统计量的绝对值与计算的统计量阈值T_Inno进行比较，若统计量的绝对值大于T_Inno，则认为码伪距异常，若统计量的绝对值小于T_Inno，则认为码伪距正常；T_Inno的计算公式为：T_Inno＝w×6.82×(0.1+2.0×e^-3.0×θ)，其中w为权值，是根据不同的基准接收机进行设定的，通常w的设定范围为：1.0＜w＜2.0，θ为卫星仰角值；(4)对通过步骤(1)-(3)检测的卫星进行码-载偏离度的检测：首先，计算相邻两个历元的码伪距观测量的增量Δ_psr，计算相邻两个历元的载波相位的增量Δ_carr；然后，计算Δ_psr与Δ_carr的差值，即为码-载偏离度值将码-载偏离度值与设定的码-载偏离度阈值T_Dcc进行比较，其中0＜T_Dcc＜0.8，若大于T_Dcc，则认为码-载偏离度异常，若小于T_Dcc，则认为码-载偏离度正常；(5)对每台基准接收机每颗卫星的载波相位周跳检测结果、码伪距检测结果、码-载偏离度检测结果进行如下综合处理，以获取各颗卫星的可用状态：5a)用每台基准接收机的检测结果分别构成一个检测矩阵Check_m：${\mathrm{Check}}_m=\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{PRN}}_{1m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{carr}}_{1m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{psr}}_{1m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{dcc}}_{1m}\\ {\mathrm{PRN}}_{2m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{carr}}_{2m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{psr}}_{2m}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{dcc}}_{2m}\\ ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·\\ ·& ·& ·& ·\\ {\mathrm{PRN}}_{\mathrm{nm}}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{carr}}_{\mathrm{nm}}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{psr}}_{\mathrm{nm}}& {\mathrm{Flag}\_\mathrm{dcc}}_{\mathrm{nm}}\end{array}\right]$其中，m为基准接收机号，并且m＝1，2，3，nm为基准接收机m接收到的卫星数量，PRN_km表示基准接收机m接收到的卫星号，1≤km≤nm；Flag_carr_km表示基准接收机m的载波相位周跳检测结果，1≤km≤nm；Flag_psr_km表示基准接收机m的码伪距检测结果，1≤km≤nm；Flag_dcc_nm表示基准接收机m的码-载偏离度检测结果，1≤km≤nm；该矩阵中每一行包括基准接收机m锁定的卫星PRN_km的载波相位周跳检测结果、码伪距检测结果和码-载偏离度检测结果，整个矩阵描述了卫星导航系统所有卫星的测量值质量监测结果的可用性，用于局域增强系统完好性监测；5b)根据5a)中的卫星检测矩阵，首先将异常的基准接收机排除掉，然后从可用的各台基准接收机中排除掉异常的卫星，选择出确实可用的卫星构成可用卫星数组，用于计算伪距校正量和载波相位校正量。