新型RAIM算法的研究及其应用
发布时间：2020-12-10 12:34
接收机自主完好性监测（RAIM）是保证航空导航用户完好性的一种重要方法。本文主要致力于新型RAIM算法的研究及其应用。针对卫星导航系统的多星故障问题,设计和提出卫星多故障探测和识别的Bayes方法和基于独立分量分析的卫星多故障处理方法；设计多星座下的增强型RAIM （ARAIM）算法,并对其在全球LPV-200中的可用性进行分析;针对特殊用户的需求,研究基于钟差辅助的单星座ARAIM算法,并对其在LPV-250中的可用性进行分析；设计和提出基于向量自回归（VAR）模型的载波RAIM （CRAIM）算法,并对其在舰载相对定位（SRGPS）中的应用效果进行验证。本文的主要工作和创新点如下：1.提出两种卫星多故障探测和识别算法。一是结合时间序列独立分量分析异常值探测理论,提出一种新的卫星多故障探测和识别算法；利用5个iGMAS北斗监测站的民用观测数据对新算法进行验证。二是运用Bayes统计理论和方法,提出一种探测和识别卫星多故障的RAIM算法；该算法从Bayes假设检验的角度给出基于识别变量后验概率的故障判别规则；利用STK空间仿真软件模拟GPS和BDS双星座下的观测值,设计不同的试验方案检...
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 RAIM涉及的基本概念
1.2.1 故障处理算法中涉及的基本定
1.2.2 RAIM完好性判定中涉及的基本概念
1.2.3 故障处理算法和用户保护水平计算之间的关系
1.3 国内外研究现状
1.3.1 卫星故障处理算法的研究现状
1.3.2 RAIM的完好性判定方法
1.3.3 ARAIM的研究现状
1.3.4 CRAIM算法的研究现状
1.3.5 SRGPS用户端完好性监测的研究现状
1.3.6 RAIM算法的发展趋势和关注的问题
1.4 本文的主要研究内容与组织结构
第二章 新型RAIM算法的回顾和评述
2.1 引言
2.2 卫星多故障处理算法的回顾和评述
2.2.1 基于粗差探测和剔除理论的多故障处理算法
2.2.2 RANCO故障探测和识别算法
2.3 ARAIM算法的回顾和评述
2.3.1 MHSS ARAIM算法原理
2.3.2 基于多元假设检验的ARAIM算法
2.3.3 扩展ARAIM算法
2.4 CRAIM算法的回顾和评述
2.4.1 CRAIM算法一
2.4.2 CRAIM算法二
2.5 本章小结
第三章 卫星多故障探测和识别算法
3.1 引言
3.2 基于独立分量分析的卫星多故障探测和识别算法
3.2.1 独立分量分析简介
3.2.2 基于ICA的多变量时间序列异常值探测方法
3.2.3 异常扰动大小的估值方法
3.2.4 基于ICA的卫星多故障探测和识别算法
3.2.5 试验与分析
3.3 卫星多故障探测和识别的Bayes方法
3.3.1 基于识别变量的卫星多故障探测和识别算法
3.3.2 基于Gibbs抽样的后验概率值的计算
3.3.3 Bayes RAIM的实施流程
3.3.4 试验与分析
3.4 本章小结
第四章 多星座ARAIM算法研究及其可用性分析
4.1 引言
4.2 基于时间序列在线预报的多故障探测和识别算法
4.2.1 实施ARAIM算法的基本参数
4.2.2 多故障探测的时间序列模型及其预报方法
4.2.3 基于时间序列在线预报的多故障探测和识别的原理与实施流程
4.2.4 故障探测和识别算法的性能分析
4.3 用户保护水平的计算方法
4.3.1 完好性风险配置
4.3.2 垂直用户保护水平的计算
4.3.3 水平用户保护水平的计算
4.4 ARAIM算法的整体实施流程
4.5 试验与分析
4.5.1 故障探测和识别效果的验证
4.5.2 不同条件下故障探测和识别误判率的统计
4.5.3 用户保护水平的计算和可用性分析
4.6 本章小结
第五章 单星座ARAIM算法研究及其在LPV-250中的应用
5.1 引言
5.2 基于钟差辅助模型的单星座导航算法
5.2.1 基于AR模型的钟差预报
5.2.2 基于钟差辅助模型的观测方程
5.3 单星座ARAIM算法设计
5.3.1 基于识别变量的多故障探测和识别
5.3.2 垂直用户保护水平的计算
5.4 试验与分析
5.4.1 算例一
5.4.2 算例二
5.5 本章小结
第六章 CRAIM算法研究及其在SRGPS完好性监测中的应用
6.1 引言
6.2 基于向量自回归模型的CRAIM算法
6.2.1 基于载波的导航定位方程
6.2.2 基于向量自回归模型的多故障探测和识别的原理
6.2.3 故障探测和识别算法的性能分析
6.2.4 用户保护水平的计算
6.2.5 CRAIM的整体实施流程
6.2.6 试验与分析
6.3 在SRGPS完好性监测中的应用
6.3.1 载波差分相对定位算法
6.3.2 SRGPS完好性监测流程设计
6.3.3 SRGPS模拟平台的搭建
6.3.4 试验与分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的主要工作及创新点
7.2 对进一步研究的展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：2908702
【文章来源】：战略支援部队信息工程大学河南省
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 RAIM涉及的基本概念
1.2.1 故障处理算法中涉及的基本定
1.2.2 RAIM完好性判定中涉及的基本概念
1.2.3 故障处理算法和用户保护水平计算之间的关系
1.3 国内外研究现状
1.3.1 卫星故障处理算法的研究现状
1.3.2 RAIM的完好性判定方法
1.3.3 ARAIM的研究现状
1.3.4 CRAIM算法的研究现状
1.3.5 SRGPS用户端完好性监测的研究现状
1.3.6 RAIM算法的发展趋势和关注的问题
1.4 本文的主要研究内容与组织结构
第二章 新型RAIM算法的回顾和评述
2.1 引言
2.2 卫星多故障处理算法的回顾和评述
2.2.1 基于粗差探测和剔除理论的多故障处理算法
2.2.2 RANCO故障探测和识别算法
2.3 ARAIM算法的回顾和评述
2.3.1 MHSS ARAIM算法原理
2.3.2 基于多元假设检验的ARAIM算法
2.3.3 扩展ARAIM算法
2.4 CRAIM算法的回顾和评述
2.4.1 CRAIM算法一
2.4.2 CRAIM算法二
2.5 本章小结
第三章 卫星多故障探测和识别算法
3.1 引言
3.2 基于独立分量分析的卫星多故障探测和识别算法
3.2.1 独立分量分析简介
3.2.2 基于ICA的多变量时间序列异常值探测方法
3.2.3 异常扰动大小的估值方法
3.2.4 基于ICA的卫星多故障探测和识别算法
3.2.5 试验与分析
3.3 卫星多故障探测和识别的Bayes方法
3.3.1 基于识别变量的卫星多故障探测和识别算法
3.3.2 基于Gibbs抽样的后验概率值的计算
3.3.3 Bayes RAIM的实施流程
3.3.4 试验与分析
3.4 本章小结
第四章 多星座ARAIM算法研究及其可用性分析
4.1 引言
4.2 基于时间序列在线预报的多故障探测和识别算法
4.2.1 实施ARAIM算法的基本参数
4.2.2 多故障探测的时间序列模型及其预报方法
4.2.3 基于时间序列在线预报的多故障探测和识别的原理与实施流程
4.2.4 故障探测和识别算法的性能分析
4.3 用户保护水平的计算方法
4.3.1 完好性风险配置
4.3.2 垂直用户保护水平的计算
4.3.3 水平用户保护水平的计算
4.4 ARAIM算法的整体实施流程
4.5 试验与分析
4.5.1 故障探测和识别效果的验证
4.5.2 不同条件下故障探测和识别误判率的统计
4.5.3 用户保护水平的计算和可用性分析
4.6 本章小结
第五章 单星座ARAIM算法研究及其在LPV-250中的应用
5.1 引言
5.2 基于钟差辅助模型的单星座导航算法
5.2.1 基于AR模型的钟差预报
5.2.2 基于钟差辅助模型的观测方程
5.3 单星座ARAIM算法设计
5.3.1 基于识别变量的多故障探测和识别
5.3.2 垂直用户保护水平的计算
5.4 试验与分析
5.4.1 算例一
5.4.2 算例二
5.5 本章小结
第六章 CRAIM算法研究及其在SRGPS完好性监测中的应用
6.1 引言
6.2 基于向量自回归模型的CRAIM算法
6.2.1 基于载波的导航定位方程
6.2.2 基于向量自回归模型的多故障探测和识别的原理
6.2.3 故障探测和识别算法的性能分析
6.2.4 用户保护水平的计算
6.2.5 CRAIM的整体实施流程
6.2.6 试验与分析
6.3 在SRGPS完好性监测中的应用
6.3.1 载波差分相对定位算法
6.3.2 SRGPS完好性监测流程设计
6.3.3 SRGPS模拟平台的搭建
6.3.4 试验与分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的主要工作及创新点
7.2 对进一步研究的展望
致谢
参考文献
作者简历
本文编号：2908702
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