基于PSO的多星座GNSS垂直保护级优化方法
2021-12-13王尔申孙彩苗佟刚郭婧王传云曲萍萍
王尔申,孙彩苗,佟刚,郭婧,王传云,曲萍萍
(1.沈阳航空航天大学 电子信息工程学院,沈阳 110136; 2.沈阳航空航天大学 辽宁省通用航空研究院,沈阳 110136;3.中国民航科学技术研究院,北京 100028; 4.沈阳航空航天大学 人工智能学院,沈阳 110136)
接收机自主完好性监测(RAIM)算法可以在单星座、单故障下为航空用户提供非精密进近阶段的完好性监测。随着多星座组合导航系统的应用,使得可见卫星数增加,单星座、单故障假设不再成立[1]。GEAS(GNSS Evolutionary Architecture Study)报告提出的高级接收机自主完好性监测(ARAIM)算法旨在实现精密进近阶段为导航用户提供完好性监测,以及多星座组合导航下的完好性监测[2]。ARAIM系统架构由空间段、用户段和地面段组成。其中,用户段接收机接收空间段多个星座的多频信号测量值,根据地面监测站提供的完好性支持信息(ISM),确定出需要进行监测的故障子集及对应的监测子集概率,接收机计算各个子集的位置估计和完好性边界,从而识别和排除故障测量值,得到定位解的保护级[3]。现阶段,ARAIM 的研究热点是满足飞机在200 ft(1 ft=0.3048 m)下精密进近中的垂直导航(LPV-200)服务[4]。
多星座组合导航可以提高ARAIM 在LPV-200下的可用性,目前,已有学者提出基于北斗(BDS)、Galileo和GPS等多星座组合的ARAIM算法以改善ARAIM 在LPV-200服务下的可用性[5-7]。Bang等[8]研究了ARAIM 故障检测测试和位置误差的时间相关性对完好性风险(PHMI)的影响,提出了一种方法,估计给定时间间隔内的实际PHMI以改善ARAIM可用性;Sun等[9]提出了一种EA-ARAIM 方法,改善了ARAIM 覆盖区域的可用性。近年来,有学者分析了卫星几何分布对完好性的影响,在保证连续性风险(PFA)的前提下降低了PHMI,分析了ARAIM 可用性[10]。……
