陈 兵,杨志坤,贾 睿,韩依萌,李 军,陈 丹,丁 可

(1.重庆九洲星熠导航设备有限公司,重庆 400037; 2.四川九洲技师学院,四川 绵阳 621000)

0 引言

完好性监测最初来源于民用航空用户对航空系统高可靠性的需求。在飞机进离飞机场阶段,飞机飞行的高度、所处的气象条件及地理环境等因素都会导致飞行事故的发生,主要原因是缺乏完备可靠的完好性监测服务。

1987年R.M.Kalafus首次提出了接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)的概念(即一致性校验冗余监测技术)并从理论上证明了故障检测与故障识别所需的最少卫星数[1]。1986年Lee提出了伪距比较法(range comparison method)[2],通过比较冗余数据的预测观测值与实际观测值来进行故障检测。同年Brown提出了基于卡尔曼滤波的RAIM算法[3]。1988年Parkinson提出了一种基于最小二乘的完好性监测方法即最小二乘残差(least squares residual, LSR)法[4],通过对观测点伪距观测方程进行最小二乘估计,构造伪距残差,根据伪距残差统计量的卡方分布特性计算检测统计量及门限,从而判断卫星是否存在故障。同年,Sturza提出了奇偶空间矢量法(parity space vector method)[5],Sturza认为基于伪距残差矢量的一致性检测中,残差矢量中的4个分量之间存在一定的关联性,其关联性会掩盖信息中的不一致部分,而通过奇偶变换可以消除这种关联。算法主要思路是对系数矩阵进行QR分解,使用奇偶矢量表示观测量的粗差,从而可以简单直观地进行粗差的检测与识别。文献[6]证明了上述三种方法具有等价性,且只适用于单星故障监测,统称为“快照”算法。Walter等人[7]提出了加权最小二乘RAIM算法,通过考虑观测噪声获得的加权矩阵辅助最小二乘估计进行故障检测。……