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基于UKF的改进GNSS接收机RAIM算法
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作者 魏海贺 李克昭 +2 位作者 马卫华 孙冲 岳哲 《全球定位系统》 2025年第3期61-66,95,共7页
GNSS卫星的微小故障或微变可能导致接收数据质量下降,影响导航定位的精度、连续性和可用性.传统的“快照式”算法难以有效检测此类故障,鉴于此,提出了一种改进的GNSS接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RA... GNSS卫星的微小故障或微变可能导致接收数据质量下降,影响导航定位的精度、连续性和可用性.传统的“快照式”算法难以有效检测此类故障,鉴于此,提出了一种改进的GNSS接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)算法,该算法首先利用无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)降低伪距观测噪声;然后通过UKF-RAIM算法测试结果对故障进行检测与排除.实验结果表明:相较于基于最小二乘(least square,LS)的RAIM算法,所提的UKF-RAIM算法在微小伪距偏差条件下的定位精度于E、N、U方向分别提升了83.27%、75.24%、58.45%,在微小缓变伪距偏差条件下E、N、U方向的定位精度分别提升了58.29%、63.56%、7.30%.因此,UKF-RAIM算法在检测GNSS微小或微变故障方面展现出更优性能,其导航定位精度明显优于传统LS-RAIM算法. 展开更多
关键词 GNSS 无迹卡尔曼滤波(UKF) 接收机自主完好性监测(raim) 故障检测 微小缓变伪距偏差
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基于多星最差故障搜索的RAIM完好性风险估计方法 被引量:3
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作者 李瑞杰 李亮 +2 位作者 蒋家昌 程力 王柳淇 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期247-261,共15页
作为接收机自主完好性监测(RAIM)的核心功能,严格的完好性风险估计是保障导航定位可靠性的关键。全球导航卫星系统的互操作使得多星故障概率上升,导致传统基于单星最差故障偏差的完好性风险估计严格性降低。为此,提出顾及多星故障的完... 作为接收机自主完好性监测(RAIM)的核心功能,严格的完好性风险估计是保障导航定位可靠性的关键。全球导航卫星系统的互操作使得多星故障概率上升,导致传统基于单星最差故障偏差的完好性风险估计严格性降低。为此,提出顾及多星故障的完好性风险估计方法。多星故障完好性风险的严格估计受限于多星最差故障偏差的精确确定,针对此建立确定多星最差故障偏差的“两步法”,即通过最差故障单位向量的确定以及最差故障幅值的有界搜索,实现导航定位完好性风险的保守估计。采用星座仿真软件模拟卫星故障场景测试完好性风险估计方法的严格性。实验结果表明:与传统单星故障完好性风险估计方法相比,所提方法在多星座组合场景下可显著降低漏检比率。此外,与传统顾及多星座多星故障的高级RAIM相比,所提方法在全球范围内满足99.5%可用性指标的比例至多可提升9.42%。 展开更多
关键词 接收机自主完好性监测(raim) 完好性 全球导航卫星系统 多星故障 可用性
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GPS和GLONASS系统下RAIM空洞预报 被引量:3
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作者 任锴 杨力 《全球定位系统》 2009年第4期25-28,36,共5页
接收机自主完好性监测(RAIM)是卫星导航系统完好性监测的方法之一。一定时空条件下的RAIM可用性,可以通过RAIM空洞直观的反映出来,可以为飞行提供预警;利用不同期GPS、GLONASS实际星座,仿真分析了单星座以及GPS/GLONASS组合星座RAIM可用... 接收机自主完好性监测(RAIM)是卫星导航系统完好性监测的方法之一。一定时空条件下的RAIM可用性,可以通过RAIM空洞直观的反映出来,可以为飞行提供预警;利用不同期GPS、GLONASS实际星座,仿真分析了单星座以及GPS/GLONASS组合星座RAIM可用性,绘制了RAIM空洞图,具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 GPS/GLONASS组合 raim可用性 raim空洞 仿真
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GPS RAIM预测系统的设计和算法研究 被引量:3
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作者 王彩霞 《现代导航》 2012年第3期165-170,共6页
GPS RAIM预测系统提前计算GPS卫星的RAIM可用性,可以为民航机场服务。在该系统的研制过程中,对几种RAIM可用性计算方法进行了研究,最终确定使用HPL方法,该方法原理清晰,计算量小,计算结果准确,易于工程应用。
关键词 GPS raim预测系统 raim可用性计算方法 HPL方法
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基于圆概率误差的RAIM可用性算法研究 被引量:11
5
作者 李国重 李建文 +1 位作者 李军正 归庆明 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期461-466,共6页
把导航领域、军事领域和导航电子地图中广泛应用的圆概率误差(circular error probable,CEP)引入到HPL(horizontal protection level)的计算中,在最小二乘残差法基础上构建了基于圆概率误差的RAIM(receiver autonomous integrity monito... 把导航领域、军事领域和导航电子地图中广泛应用的圆概率误差(circular error probable,CEP)引入到HPL(horizontal protection level)的计算中,在最小二乘残差法基础上构建了基于圆概率误差的RAIM(receiver autonomous integrity monitoring)可用性算法。首先计算了在一定误警率、漏警率条件下多颗卫星发生故障时的水平定位偏差和一定置信度下的圆概率误差;然后以GPS导航星座为例,探讨了相关观测下计算HPL的新方法;最后把HPL与水平告警限差(horizontal alert limit,HAL)相比较,得到了基于圆概率误差的RAIM可用性,并通过算例验证了此方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 raim可用性 水平定位偏差 置信水平 圆概率误差(CEP) 水平告警限差(HAL)
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奇偶矢量RAIM算法的故障检测研究 被引量:7
6
作者 彭兴钊 黄国荣 +1 位作者 郭创 程洪炳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期199-202,共4页
RAIM作为一种行之有效的卫星故障诊断方法,在GPS完好性监测中发挥着重要作用。文中基于奇偶矢量RAIM算法,根据检验统计量在正常和故障情况下概率密度函数的不同,从概率角度对GPS完好性进行研究分析,主要阐述了误警率、漏检率和检测门限... RAIM作为一种行之有效的卫星故障诊断方法,在GPS完好性监测中发挥着重要作用。文中基于奇偶矢量RAIM算法,根据检验统计量在正常和故障情况下概率密度函数的不同,从概率角度对GPS完好性进行研究分析,主要阐述了误警率、漏检率和检测门限的概念及其之间的关系;并得出了可见卫星数增多时,漏检率不降反升的结果,这是RAIM算法的一个致命缺陷;最后仿真分析了伪距误差对漏警率的影响。 展开更多
关键词 raim GPS完好性 奇偶矢量 概率密度函数 漏检率
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时钟改进模型辅助RAIM算法研究 被引量:15
7
作者 王永超 黄智刚 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1084-1088,共5页
提出采用“滑动窗”方式建立参数实时更新的接收机钟差改进模型,把基于该模型的钟差预测值引入到卫星导航中辅助进行自主完好性监测(RAIM).文中给出了相关流程图,并提出新的预测误差计算方法.基于GPS实测数据的验证分析表明,这种方法不... 提出采用“滑动窗”方式建立参数实时更新的接收机钟差改进模型,把基于该模型的钟差预测值引入到卫星导航中辅助进行自主完好性监测(RAIM).文中给出了相关流程图,并提出新的预测误差计算方法.基于GPS实测数据的验证分析表明,这种方法不仅可以提高RAIM算法的可用性,而且可以提高故障检测和识别效率,可检测的最小故障偏差从50米降到40米,可完全检测和识别的最小故障偏差从70米降到60米,并且系统的其它性能指标也有明显改善. 展开更多
关键词 完好性 raim 钟差模型 滑动窗
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三种典型低轨增强星座与北斗系统联合应用的RAIM性能分析 被引量:4
8
作者 王利 李一 +2 位作者 舒宝 田云青 王冰洁 《武汉大学学报(信息科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期678-686,共9页
接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)是终端用户高可靠导航定位的保障,低轨卫星的发展为完好性监测带来新的机遇,然而不同低轨星座增强下的终端RAIM性能可能会存在显著差异。基于高轨道倾角(80颗)、... 接收机自主完好性监测(receiver autonomous integrity monitoring,RAIM)是终端用户高可靠导航定位的保障,低轨卫星的发展为完好性监测带来新的机遇,然而不同低轨星座增强下的终端RAIM性能可能会存在显著差异。基于高轨道倾角(80颗)、中轨道倾角(120颗)和混合轨道倾角(168颗)3种典型的低轨星座,系统评估了低轨卫星增强下的北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)RAIM可用性及故障检测效果。仿真计算结果表明:对于高纬区域,高轨道倾角增强下的RAIM可用性效果最好,而在中、低纬区域,中轨道倾角星座增强下的RAIM可用性效果最优;在全球范围内,高轨道倾角、中轨道倾角和混合轨道倾角星座增强下非精密进近阶段的RAIM可用性较BDS分别提升30.5%、29.0%和41.0%。由此可知,由不同轨道倾角组成的混合星座可较好地弥补可视卫星在空间覆盖上的缺陷,其全球RAIM可用性增强效果最优,增强下的RAIM可检测到的最小伪距偏差较之前平均减小33.3 m。 展开更多
关键词 低轨导航增强 北斗卫星导航系统 接收机自主完好性监测 raim可用性 故障检测
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基于IGGⅢ权函数的GNSS/INS组合导航RAIM模型 被引量:6
9
作者 李增科 王坚 +1 位作者 高井祥 唐艳梅 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2013年第3期10-13,共4页
将IGGⅢ权函数引入GNSS/INS组合导航中,提出基于IGGⅢ权函数的GNSS/INS组合导航RAIM模型,根据Kalman残差平方和服从χ2分布,论证运用IGGⅢ权函数探测粗差星的可行性。开发模拟平台生成GPS、Galileo、GLONASS和BeiDou卫星星座,卫星观测... 将IGGⅢ权函数引入GNSS/INS组合导航中,提出基于IGGⅢ权函数的GNSS/INS组合导航RAIM模型,根据Kalman残差平方和服从χ2分布,论证运用IGGⅢ权函数探测粗差星的可行性。开发模拟平台生成GPS、Galileo、GLONASS和BeiDou卫星星座,卫星观测值加入单粗差和多粗差,测试RAIM模型的粗差探测能力。算例表明,RAIM模型能够准确定位粗差星,剔除粗差星后,可提高GNSS/INS组合导航精度。 展开更多
关键词 IGGⅢ 组合导航 raim 粗差
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电离层与对流层模型对北斗RAIM可用性的影响分析 被引量:4
10
作者 焦卫东 唐志虎 沈笑云 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期70-77,共8页
电离层和对流层是卫星导航系统测量的主要误差源,也是北斗卫星导航系统可用性变化的重要因素。采用星历数据仿真分析了电离层和对流层延迟误差模型对北斗导航系统RAIM可用性的影响,特别分析了不同对流层模型对民用航空的影响。实验表... 电离层和对流层是卫星导航系统测量的主要误差源,也是北斗卫星导航系统可用性变化的重要因素。采用星历数据仿真分析了电离层和对流层延迟误差模型对北斗导航系统RAIM可用性的影响,特别分析了不同对流层模型对民用航空的影响。实验表明电离层和对流层的延迟误差分别为0~14.5559m及0~23.7796m,且在民用航空的非精密进近阶段,用Saastamoinen模型、UNB3模型及Hopfield模型分别作为北斗的对流层误差模型的RAIM可用性分别为99.308%、92.0415%和100%,相比较Hopfield模型更适合作为北斗卫星导航系统的对流层模型,能满足民用航空的99.9%RAIM可用性要求。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 电离层 对流层 raim可用性 非精密进近阶段
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基于漏检概率的RAIM可用性分析方法 被引量:17
11
作者 陈金平 周建华 唐波 《测绘学院学报》 北大核心 2005年第1期8-10,共3页
描述了通常基于单故障假设相应的HPL 或VPL 的计算模型,针对WAAS用户在应用RAIM时需要顾及多故障的情况,提出了基于漏检概率的可用性分析方法,并通过模拟计算得到一些结论。
关键词 完好性 可用性 raim 多故障
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GEO卫星轨道机动对BDS NPA阶段的RAIM可用性影响分析 被引量:2
12
作者 范丽红 张勤 +2 位作者 黄观文 王利 郑增记 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期287-292,共6页
统计分析各GEO卫星轨道机动对亚太区域NPA(non-precision approach)阶段的RAIM(receiver autonomous integrity monitoring)可用性影响。结果表明,GEO卫星在07∶00~08∶00和15∶00~16∶00对系统的可用性影响最大,但各卫星影响时段不同;... 统计分析各GEO卫星轨道机动对亚太区域NPA(non-precision approach)阶段的RAIM(receiver autonomous integrity monitoring)可用性影响。结果表明,GEO卫星在07∶00~08∶00和15∶00~16∶00对系统的可用性影响最大,但各卫星影响时段不同;GEO卫星C04卫星14∶00~23∶00和C05卫星00∶00~05∶00的调控时段使得系统可用性低于99.9%,分析原因可知,其主要受两颗卫星的定点位置和MEO卫星的回归周期影响。另外,为了揭示新启用的IGSO C13卫星对BDS系统在服务区域可用性的改善情况,对比分析了新IGSO C13卫星启用前后对BDS系统在亚太区域内可用性影响情况发现,C13卫星的运行使得BDS系统在服务区的可用性平均提高0.05%,达到99.99%。 展开更多
关键词 GEO 轨道机动 raim 可用性
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基于相关分析的组合导航RAIM模型研究 被引量:3
13
作者 唐艳梅 王坚 彭祥国 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2011年第4期139-143,共5页
探讨基于相关分析理论的组合导航RIAM方法,并给出单个和多个探测粗差的相关分析检验流程。通过模拟12颗GPS和Galileo组合导航卫星定位系统,分别给单颗和两颗正常卫星加入粗差。仿真结果表明:观测值的影响向量与残差的相关系数可以定位... 探讨基于相关分析理论的组合导航RIAM方法,并给出单个和多个探测粗差的相关分析检验流程。通过模拟12颗GPS和Galileo组合导航卫星定位系统,分别给单颗和两颗正常卫星加入粗差。仿真结果表明:观测值的影响向量与残差的相关系数可以定位含粗差的卫星并将粗差卫星予以剔除。 展开更多
关键词 相关分析 相关系数 粗差探测 组合导航 raim
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ARAIM算法应用于LPV-200服务 被引量:11
14
作者 荆帅 战兴群 苏先礼 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期75-79,共5页
传统的接收机自主完好性监测(RAIM)技术仅支持LNAV航路,而无法满足有更严格完好性需求的LPV-200进近。近些年来国际上开始兴起的高级RAIM(ARAIM)算法因其垂直导航能力而凸显优势,并且可以通过优化配置危险误导信息概率,进一步降低垂直... 传统的接收机自主完好性监测(RAIM)技术仅支持LNAV航路,而无法满足有更严格完好性需求的LPV-200进近。近些年来国际上开始兴起的高级RAIM(ARAIM)算法因其垂直导航能力而凸显优势,并且可以通过优化配置危险误导信息概率,进一步降低垂直保护级别(VPL),提高可用性。通过Spirent GSS 8000信号模拟器设置针对LPV-200的场景,利用生成的数据对优化前后的算法进行仿真比较,结果证明双频GPS下的ARAIM技术在局部地区可以达到LPV-200服务的要求。 展开更多
关键词 Araim算法 完好性 垂直保护级别 最优化 可用性
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基于总体最小二乘法的RAIM算法模型改进 被引量:3
15
作者 杨传森 徐肖豪 刘瑞华 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1354-1357,1369,共5页
最小二乘残差RAIM算法中的伪距观测模型线性化过程会形成截断误差。考虑环境噪声对数据矩阵和观测值的扰动影响,给出了RAIM解算模型;采用总体最小二乘法估计准则,使残差更精确,数据可靠性更高,提高了RAIM算法的定位解算的精度与可靠性... 最小二乘残差RAIM算法中的伪距观测模型线性化过程会形成截断误差。考虑环境噪声对数据矩阵和观测值的扰动影响,给出了RAIM解算模型;采用总体最小二乘法估计准则,使残差更精确,数据可靠性更高,提高了RAIM算法的定位解算的精度与可靠性。分别采用总体最小二乘残差法和最小二乘残差法对实测数据进行了处理,分析结果验证了总体最小二乘法优于最小二乘残差法,说明了该算法具有可用性。 展开更多
关键词 总体最小二乘法 raim算法 最小奇异值
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卫星导航RAIM多星故障检测与识别方法研究 被引量:8
16
作者 邓志鑫 李隽 刘孟江 《导航定位学报》 2016年第1期75-79,共5页
针对传统卫星导航接收机自主完好性监测RAIM方法在多颗故障卫星情况下故障识别的检测概率低、虚警概率高的问题,提出一种检测概率较高、虚警概率低、同时具有低运算量、可工程化实施的RAIM多星故障检测与识别方法,文中分别阐述方法的原... 针对传统卫星导航接收机自主完好性监测RAIM方法在多颗故障卫星情况下故障识别的检测概率低、虚警概率高的问题,提出一种检测概率较高、虚警概率低、同时具有低运算量、可工程化实施的RAIM多星故障检测与识别方法,文中分别阐述方法的原理及及其仿真分析,结果表明本方法在无虚警情况下获得了较高的检测概率。本方法具有非常低的运算量,在具有m(m>0)颗故障卫星的情况下,通常仅需要2m次最小二乘残差故障检验和m次故障识别,具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 raim 多星故障检测 多星故障识别 多历元平滑
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RAIM算法研究 被引量:10
17
作者 秘金钟 李毓麟 +1 位作者 LI Yu-lin 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2001年第3期7-9,共3页
用户自主式完备性监测 RAIM算法是广域差分 GPS的关键和核心技术之一。在已有 RAIM算法的基础上 ,讨论了粗差探测和定位的方法 ,并给出了 Parity方法中剔除多个粗差的算法 ,最后用 ' 99南海实测数据进行了验证。
关键词 广域差分 完备性监测 raim算法 Parity方法 用户自主式完备性监测 粗差 GPS定位
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加权RAIM可用性预测方法研究 被引量:10
18
作者 朱衍波 张淼艳 张军 《遥测遥控》 2009年第1期1-6,共6页
RAIM可用性预测系统是在飞机起飞前对飞机即将飞行的整个过程的机载GPS接收机的RAIM可用性进行预测,辅助空管和签派放行许可,是民航应用GPS导航的必要程序。SA(Selective Availability)取消前,SA是SPS(Standard Position Service)用户... RAIM可用性预测系统是在飞机起飞前对飞机即将飞行的整个过程的机载GPS接收机的RAIM可用性进行预测,辅助空管和签派放行许可,是民航应用GPS导航的必要程序。SA(Selective Availability)取消前,SA是SPS(Standard Position Service)用户的最大误差源,各颗卫星的UERE(User Equivalent Range Error)基本接近,在进行RAIM可用性预测时可认为所有可见卫星的UERE相同;SA取消后,电离层成为SPS用户的最大误差源,与用户到卫星的仰角紧密相关,相同UERE的假设将降低RAIM的可用性。文中针对此特性,基于传统的RAIM可用性预测方法,提出了加权RAIM可用性预测方法,并对权值的选择进行分析。计算机仿真结果表明,加权方法提高了RAIM可用性,缩短了RAIM不可用时段。算法已经应用于民航的RAIM预测系统,运行良好。 展开更多
关键词 GPS SA 接收机自主完好性监测 raim可用性预测 HPL
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伪卫星增强条件下的RAIM算法可用性及性能分析 被引量:3
19
作者 郭睿 张健铤 +1 位作者 冯来平 杨振 《天文学进展》 CSCD 北大核心 2009年第1期89-97,共9页
介绍了接收机自主完好性监测算法及其可用性的基本原理,介绍了伪卫星的导航原理和关键技术,推导了伪卫星增强条件下的RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法,并给出了观测权阵的计算公式。用STK(Satellite Tool Kit)进行... 介绍了接收机自主完好性监测算法及其可用性的基本原理,介绍了伪卫星的导航原理和关键技术,推导了伪卫星增强条件下的RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)算法,并给出了观测权阵的计算公式。用STK(Satellite Tool Kit)进行仿真分析,结果表明:在GPS系统下,RAIM可用性按照远洋、本土、终端、NPA和APV-I的顺序依次减小,单一的GPS导航无法满足APV-I以上等级的航空飞行需求;伪卫星增强后的RAIM可用性大幅度提高,其中在APV-I阶段RAIM算法100%可用;误警率、漏警率和故障识别率都有所改善;错误识别率高于漏检率,错误识别是漏警的主要原因。 展开更多
关键词 raim HPL 故障检测 故障识别 伪卫星
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最小二乘RAIM与定位组合算法研究 被引量:7
20
作者 王鹃 仇跃华 《电子测量技术》 2008年第2期20-23,共4页
本文主要针对RAIM算法及其在导航领域如何应用于导航接收机定位解算进行研究,通过RAIM算法在导航接收机中的应用,详细分析RAIM算法的特点及RAIM算法对导航定位产生的作用,提出一种将最小二乘RAIM算法与最小二乘定位解算相配合的方法,为... 本文主要针对RAIM算法及其在导航领域如何应用于导航接收机定位解算进行研究,通过RAIM算法在导航接收机中的应用,详细分析RAIM算法的特点及RAIM算法对导航定位产生的作用,提出一种将最小二乘RAIM算法与最小二乘定位解算相配合的方法,为提高导航精度、进一步开发导航接收机提供帮助。通过实验验证,该方法与以往复杂的RAIM算法相比,具有简单灵活的特性,能够很好的检测到是否存在故障导航星并准确判断出故障星号,继而在定位解算过程中排除,大幅度提高定位精度。 展开更多
关键词 raim算法 导航接收机 最小二乘 定位解算
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