一种基于双星故障检测的导航增强方法与流程

专利2025-12-29  9


本发明涉及通航领域,具体为一种基于双星故障检测的导航增强方法。


背景技术:

1、航空航天领域中飞机的飞行计划和飞行航迹依赖于导航系统的导航和定位服务,其中通航中运输和救援更是和导航定位结果的准确性和连续性密切相关,导航系统的卫星可用性决定了卫星导航定位的结果,通航飞行中在恶劣天气和复杂场景下面临恶劣复杂的导航预警和导航位置服务问题,其中卫星导航系统的卫星通讯在通航运输中面临着故障预警和定位不准确的问题,因此在通航运输过程中需要提出一种简单高效的基于卫星故障检测的防护预警方案。


技术实现思路

1、为了解决通航运输领域中的卫星故障预警同时为用户提供准确的位置和飞行计划服务,本发明提供了一种基于相关型的双星故障检测的导航增强方法。

2、首先基于gnss系统中的可视卫星prn进行基于信号功率相关性的筛选步骤,其次基于可视卫星prn执行改进型卫星故障检测,最后基于识别得到的故障卫星编号执行可视化输出,进一步基于可用卫星的位置解算执行通航路径规划。

3、将上述经过故障检测和定位误差检测后的位置解算信息通过打包消息的方式和通航中飞行计划结合,将满足预定条件下的定位结果用于约束并指导通航飞行计划,可以提高飞行中的安全可靠性。

4、具体执行步骤如下:

5、s1、执行导航接收机启动指令,导航接收机执行启动一段时间后稳定收星并完成持续定位解算;

6、s2、可视卫星prn执行基于信号功率选择的检测步骤;

7、s3、可视卫星基于既定信号功率筛选准则执行卫星故障的循环检测;

8、s4、基于检测到的故障卫星执行预警和防护;

9、s5、基于满足预定条件下的定位误差输出定位结果和故障卫星;

10、s6、将满足预定条件下的定位结果用于通航路径规划。

11、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s2包括:

12、s21、导航接收机启动并稳定接收卫星信号后,统计导航接收机一段时间内的平均功率,标记为 ,其中k为统计时间段,prn为可视卫星prn,为统计时间段内的平均功率;

13、s22、基于可视卫星prn的先验功率信息 与预定参考波动范围计算两组向量之间的功率皮尔逊相关系数;

14、s23、基于统计设定保护门限0.85;

15、s24、所述功率皮尔逊相关系数小于0.85时将卫星判别为异常,并输出prn编号;

16、s25、所述功率皮尔逊相关系数大于等于0.85时,则通过单星筛选并将当前统计时间段k内的基带观测量用于执行卫星的位置解算。

17、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s3包括:

18、s31、基于满足筛选条件下的n颗可用卫星的基带观测量建立最小二乘解算方程,n为正整数;

19、s32、基于s31得到的可视卫星prn的观测矩阵h执行最小二乘解算方程得到伪距误差;

20、s33、根据所述伪距误差计算定位后的残余向量s;

21、s34、根据所述残余向量s建立检测统计量,所述检测统计量为:

22、;

23、其中:为定位后残余向量s的均值;

24、s35、基于检测统计量st设置检测门限;

25、s36、将不同统计时间段k内的检测统计量st与检测门限对比,将大于检测门限的故障卫星编号输出。

26、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s36包括:

27、s361、将不同统计时间段k内经过既定信号功率筛选准则筛选后可视卫星prn的检测统计量st与检测门限执行对比;

28、s362、将大于检测门限下的卫星编号prn编号输出;

29、s363、将小于检测门限下的卫星作为当前统计时间段k内的可用卫星。

30、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s4包括:

31、将不同统计时间段的异常卫星编号prn编号通过可视化窗口输出,为用户提供可视化服务。

32、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s5包括:

33、s51、在不同统计时间段k内的输出当前统计时间段内的伪距误差;

34、s52、计算所述定位误差与上一统计时间段的定位误差之间的差值得到差值;

35、s53、当所述差值d小于判别保护阈值dt时输出位置解算结果,其中差值 ,其中代表模值计算;

36、s54、当差值d 超过判别保护阈值dt时再执行步骤s2,进行卫星故障的检测;

37、s55、直至故障检测结束,输出故障卫星。

38、进一步地,基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s6包括:

39、s61、将满足定位结果筛选条件下的位置解算和通航路径规划结合,用于指导通航路径;

40、s62、将卫星故障信息实时在可视化界面传输,用于指导路径规划。

41、有益效果

42、基于上述基于双星故障检测的导航增强方案及系统可以实现通航运输中的位置服务和故障预警功能,本发明方案实现方法简单,卫星故障识别率高,提高卫星导航定位性能,可以和市场预警模块组合使用,实现不同场景下的功能结合和市场推广。



技术特征:

1.一种基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s2包括:

3.根据权利要求1所述的基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s4包括:

4.根据权利要求1所述的基于双星故障检测的导航增强方法,其特征在于:所述步骤s5包括:


技术总结
本发明一种基于双星故障检测的导航增强方法包括:步骤S1执行导航接收机启动指令,导航接收机执行启动一段时间后稳定收星并完成持续定位解算;步骤S2基于可视卫星PRN执行基于信号功率选择的步骤;步骤S3基于既定信号功率筛选准则执行卫星故障的循环检测步骤;步骤S4基于检测得到的故障卫星执行预警和防护;步骤S5在导航系统的定位误差满足预定条件的情况下输出定位结果和故障卫星;步骤S6将满足预定条件下的定位结果用于通航路径规划。本发明实现通航运输中的位置服务和故障预警功能,本发明方案实现方法简单,可以和市场预警模块组合使用,实现不同场景下的功能结合和市场推广。

技术研发人员:王礼亮,刘中海,张宇龙,姜帆
受保护的技术使用者:辽宁天衡智通防务科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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