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设计师喜欢的几个网站,医院营销策略的具体方法,如何办理个人营业执照,手机网站建设软件Chapter.3 RAIM FDE 接收机自主完整性监测 和 故障监测与排除 作者:齐花Guyc(CAUC) 文章目录 Chapter.3 RAIM FDE 接收机自主完整性监测 和 故障监测与排除一、RAIM1、逐一排除法2、最大解分离法3、伪距残余检测法4、最小平方残余法 一、RAIM RAIM 是一种由 GNSS …

Chapter.3 RAIM FDE 接收机自主完整性监测 和 故障监测与排除

作者:齐花Guyc(CAUC)


文章目录

  • Chapter.3 RAIM FDE 接收机自主完整性监测 和 故障监测与排除
    • 一、RAIM
      • 1、逐一排除法
      • 2、最大解分离法
      • 3、伪距残余检测法
      • 4、最小平方残余法

一、RAIM

RAIM 是一种由 GNSS 接收机自主执行的算法,旨在监控定位解的完整性(Integrity),即检测是否因卫星故障、信号干扰或多径效应导致定位误差超出安全阈值。RAIM 不依赖外部辅助系统,完全基于接收机自身的冗余观测数据。

要求超过最小定位所需卫星数,多余卫星提供统计检验能力。
最低:5 颗卫星(检测)。
理想:6 颗或更多(检测 + 排除)。

1、逐一排除法

通过逐一排除每颗卫星,重新计算位置并评估残差均方根(RMS),计算排除后的 RMS,选择使 RMS 最小的方案作为最优解。

如果 rms低于阈值,则更新解并标记排除的卫星为不可用。阈值为经验值。

2、最大解分离法

通过比较不同子集解之间的最大分离来识别异常卫星,并确保定位误差不超过保护水平。

步骤:

  1. 子集解算:将所有卫星分为多个子集(通常逐一排除每颗卫星),分别解算位置。
  2. 解分离:计算每个子集解与全集解(或参考解)的差异,称为“解分离”。最大解分离法直接比较位置解的几何分离。
  3. 统计检验:使用卡方检验或类似方法,评估分离是否超出阈值。若最大分离超过临界值,则检测到故障。
  4. 故障排除:识别并排除导致最大分离的卫星,重新验证。
  5. 保护水平:确保排除后解的误差满足完整性要求。

3、伪距残余检测法

通过分析伪距观测的残差来检测 GNSS 定位中的异常。利用最小二乘法解算的残差向量,结合统计检验,判断是否存在显著的观测误差。

步骤:

  1. 残差计算:伪距观测 P i P_i Pi 与基于当前状态估计的预测伪距 P ^ i \hat{P}_i P^i 之差定义为残差
    v i = P i − P i ^ v_i=P_i-\hat{P_i} vi=PiPi^ v = [ v 1 , v 2 , … , v n ] T \mathbf{v} = [v_1, v_2, \dots, v_n]^T v=[v1,v2,,vn]T
  2. 加权残差平方和:使用权重矩阵 P \mathbf{P} P(基于观测方差的倒数),计算
    SSR = v T P v \text{SSR} = \mathbf{v}^T \mathbf{P} \mathbf{v} SSR=vTPv
  3. 假设残差服从零均值、正态分布, SSR \text{SSR} SSR 应服从自由度为 d f = n − m df = n - m df=nm χ 2 \chi^2 χ2 分布
    SSR > χ α , d f 2 \text{SSR} > \chi^2_{\alpha, df} SSR>χα,df2 α \alpha α 为显著性水平,如 0.05),则拒绝原假设,检测到故障。

4、最小平方残余法

通过最小化残差的加权平方和来检测异常观测
步骤:

  1. 加权最小二乘:目标是最小化加权残差平方和:
    J = v T P v J = \mathbf{v}^T \mathbf{P} \mathbf{v} J=vTPv

  2. 状态更新:通过最小二乘解算状态增量:
    Δ x = ( H T P H ) − 1 H T P v \Delta \mathbf{x} = (\mathbf{H}^T \mathbf{P} \mathbf{H})^{-1} \mathbf{H}^T \mathbf{P} \mathbf{v} Δx=(HTPH)1HTPv
    H \mathbf{H} H 是观测矩阵, x \mathbf{x} x 是状态向量。

  3. v T P v \mathbf{v}^T \mathbf{P} \mathbf{v} vTPv 超过 χ 2 \chi^2 χ2 分布的临界值,则检测到异常。

http://www.dtcms.com/wzjs/55400.html

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