王文博, 徐 颖

(1. 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094;2. 中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 100049)

0 引 言

接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring, RAIM)利用接收机观测信息的冗余性进行一致性检验来实现对卫星故障的检测与识别[1-3],是导航系统用户端完好性监测的主要手段之一。典型的RAIM算法包括仅利用当前时刻观测信息进行一致性检验的“快照式”算法[4-6]和利用当前观测信息与历史观测信息的“滤波式”算法[7-9]。

传统的RAIM算法主要是基于残差或新息构造卡方检验的检验统计量,因此检验统计量也是参数估计值的函数,在故障模式下,同样会受异常观测值的影响而产生漏检或误检[10]。针对这一问题,有学者提出用抗差估计取代最小二乘估计[11-14],其中基于极大似然估计(maximum likelihood estimate, MLE)的稳健M估计[15]既具备一定的稳健性,又保留了最小二乘估计效率高的优点,是最常用的抗差估计方法。M估计通过设计等价权函数对异常观测值进行降权或除权处理,以此来削弱异常观测值对RAIM故障检测与识别的影响,国内外研究学者提出了大量可供选择的等价权函数[16-19]。文献[20]基于M估计进行了RAIM粗差检测实验,证明了基于M估计的RAIM具备更高的故障检测率。文献[21]基于IGG III方案设计了鲁棒扩展卡尔曼滤波(robust extended Kalman filter, REKF)RAIM方法,验证了基于REKF的RAIM对微小缓变故障有更好的检测效果。文献[22]提出了基于鲁棒扩展卡尔曼粒子滤波的RAIM算法,有效缩短了对故障卫星的检测延迟时间。上述文献多是针对单星故障模式……