完好性

摘要： 随着卫星导航系统的不断发展和完善,在定位精度提升的同时,系统完好性的研究受到越来越多的关注。2020年,北斗卫星导航系统已提供全球服务,完好性作为导航服务性能的重要指标有着重要意义。因此,基于导航系统完好性的算法研究理论,对北斗卫星系统的完好性性能进行分析评估。采用国际GNSS监测评估系统(iGMAS)提供的导航数据,分析了用户等效测距误差(UERE)对GNSS空间信号完好性的影响,以及各GNSS系统空间信号完好性状态。结果表明,在用户等效测距误差精度方面,BDS优于2.66m,GPS优于4.53m,Galileo优于17.99m,GLONASS优于14.40m;在系统完好性状态方面,GPS最优,BDS-3优于BDS-2。

摘要： 接收机自主完好性监测通常是建立在冗余观测值的基础上,然而在城市复杂环境下,卫星信号易受高层建筑物的遮挡,观测到的卫星数量往往不足,为此,本文探讨了Wi-Fi辅助的北斗定位的完好性监测方法。Wi-Fi的辅助功能主要体现在它可以为接收机提供概略的位置信息,当只有4颗观测卫星时,可将单点定位结果与Wi-Fi定位结果进行比较,从而判断卫星定位结果的可用性;另外,当卫星坐标或者观测值出现异常时,无初始坐标的单点定位往往不能迭代出正确的结果,此时可在Wi-Fi定位结果的基础上作进一步的数据预处理,以剔除掉异常的卫星。

摘要： 2020年7月31日上午,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。随着北斗系统的逐步完善以及精度的不断提升,用户对北斗系统的完好性要求也越来越高。北斗三号系统在广播星历中利用SISAI_(oe),SISAI_(ocb),SISAI_(oc1)和SISAI_(oc2)这4个参数表示星历和钟差参数精度,但是目前4个SISAI参数尚未在接口控制文件(Interface Control Document,ICD)中给出用户算法,使北斗三号系统的完好性服务不能应用于实际。研究了北斗三号系统基本完好性参数SISAI的等级转换算法和用户使用算法,并根据国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)非精密进近(Non-Precision Approach,ICNPA)阶段完好性要求,利用国际GNSS监测评估系统(International GNSS Monitoring and Assessment System,IGMAS)全球网实测数据和北斗三号卫星广播星历中SISAI参数,对北斗三号系统的完好性服务性能进行了初步验证分析。试验结果表明,随着北斗三号系统组网完成,利用SISA参数转换和用户使用算法,北斗三号系统NPA阶段完好性服务能力为100%。

摘要： 飞行装备作为一项复杂的系统工程,以高技术密集、操作动作多、协同面广,以及作战使用面复杂而著称,其性能的完好性、操作的正确性和故障排除能力直接影响甚至决定了装备的作战能力和可靠性。然而受多种条件的制约,装备故障排除训练和试验不能大量地进行;实装训练对场地要求高,训练消耗大,组训困难;同时,新装备列装时间短,数量较少,如果完全通过实装进行实验或运行来积累维修经验,会对装备造成较大的损耗。为解决上述问题,较多研究者在此方面开展一系列相关的研究。李向阳等研究了大型装备故障诊断训练系统的仿真研究.

摘要： 基于全球导航卫星系统的列车定位是铁路多种新型列控系统应用的关键支撑。为了满足特定铁路应用对安全性、可靠性的实际需求,分析了卫星定位可能存在的故障对列车定位性能的影响;基于完好性概念对列车卫星定位故障特征空间进行了划分;在此基础上研究了列车卫星定位单元故障检测方法。结合青藏铁路实际现场数据以及故障注入手段,对提出的故障检测方法进行了验证,给出了现场运用中故障检测策略的应用思路。

摘要： 星基增强系统(SBAS)是在传统GNSS的基础上为了进一步满足民航用户对卫星导航系统越来越高的精度、完好性、连续性和可用性需求而应运而生。目前全球已建立起了多个SBAS系统,其中提供服务时间最长的是美国的WAAS系统。WAAS系统包括38个参考站、3个主控站、6个上注站和3颗GEO卫星,每个参考站配备3套独立的监测接收机。首先介绍了WAAS的系统结构,通过比对WAAS不同GEO卫星播发的各类型电文数据的异同,分析其电文播发的一致性及用户使用不同GEO播发电文对服务的影响,并对最低运行性能标准里针对用户选择WAAS不同GEO卫星信号的规范和约束条件进行了合理性分析。通过对比目前成熟的广域差分系统架构和播发方式,从应用需求角度揭示了SBAS系统与传统广域差分系统实现的本质区别,指出完好性实时监测的基础是必须建立足够可靠的地面监测网络和卫星通信链路。

摘要： 电离层中小尺度不规则体会引起全球导航卫星系统(GNSS)信号发生衍射及散射效应,导致地面GNSS接收机跟踪的无线电信号的振幅和相位产生不同程度的衰减与畸变,即GNSS电离层闪烁。GNSS电离层闪烁难以利用常规的电离层延迟误差处理方法予以削弱,其对GNSS服务的完好性、连续性和可用性产生严重威胁。

摘要： 针对利用传统单一种类卫星观测量进行广播星历A1型故障监测时,存在观测噪声大或模糊度解算复杂等问题,提出1种顾及参数灵敏度的北斗卫星导航系统(BDS)广播星历A1型故障完好性监测方法:联合伪距和载波相位观测量计算轨道误差;并与基于广播星历参数变化灵敏度分析的位置误差函数结合,根据系统的完好性风险要求,估算最小可检测误差;然后与检测门限比较,完成广播星历A1型故障监测.实验结果表明:无星历故障条件下,该方法计算的最小可检测误差均小于满足完好性风险要求的检测门限;而在故障发生时,最小可检测误差超出检测门限,能有效实现BDS广播星历A1型故障监测.

摘要： 针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的地基增强系统(ground based augmentation system,GBAS)的完好性评估过程中,使用误差包络理论计算保护级(protection level,PL)时,误差模型存在的“厚尾”“不对称”“非零均值”等问题,提出了基于稳定分布的误差包络理论.首先给出了高斯包络理论计算PL的模型;其次推导了两参数与四参数稳定分布误差包络算法;最后使用仿真数据和通过实验测得的数据,对多参数稳定包络模型的算法进行评估.结果 表明多参数稳定包络法在相似的计算复杂度下,解决了高斯包络法建模时过于保守的问题,显著提高了保护级计算的精确性.

摘要： 完好性用于导航系统出现故障的情况下提供及时的告警,是生命安全类用户需要考虑的重要性能指标.基于惯性导航系统(INS)辅助的卫星导航自主完好性监测算法,提出了一种利用INS构造3颗虚拟卫星观测量的组合导航系统自主完好性监测方法,通过构造视线方向相互垂直的3颗卫星,最大限度利用组合导航中INS的导航信息,在2颗可见星条件下就能实现故障检测.相比传统接收机自主完好性监测(RAIM)方法,该方法提高了检测算法可用性.在GPS单星座且INS定位误差方差σs=1 m条件下,加入35 m单星故障幅值,传统加权RAIM故障检测概率为48.51％,本文算法检测概率为95.21％,检测性能提升47％;与INS辅助的卡尔曼滤波残差检测法相比,在相同INS精度等级条件下该方法也具有更高的检测概率.此外,仿真分析了不同INS精度等级对该方法故障检测性能的影响,结果表明INS精度越高,该方法检测性能越好.

摘要： 全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)在列车定位方面的研究与应用越来越广泛,而面向生命安全的铁路应用服务对基于GNSS的列车定位性能有着较高的量化要求.GNSS完好性直接决定了卫星定位的安全性级别,在列车卫星定位时可基于铁路系统对于漏检率和误警率的要求应用一致性检测算法建立列车定位水平保护级别HPL(Horizontal Protection Level),指示卫星定位安全水平.卫星定位性能极易受到用户端周边环境影响,而列车运行所处环境是动态变化的,一旦环境受限,通常会同时导致多个卫星信号出现多径效应,可通过分析不同的环境场景的误差水平,确立对应的HPL.本文首先对列车运行环境场景进行分类,并对城市峡谷、“半边天”以及开阔场景等建立三维3D(Three-Dimensional)地图模型,抽象三维地图模型的环境参数建立模型样本库,分析在不同环境场景下的直射信号LOS(Line-of-Sight)与非直射信号NLOS(Non-Line-of-Sight)以及其中单次反射信号的多路径延迟,结合接收机输出的原始观测量对伪距位置解算过程迭代改进,基于此可以建立不同环境场景下的列车定位HPL,确定不同环境场景下的列车卫星定位完好性阈值.

摘要： 任何武器系统研制过程中开展装备综合保障工作均是围绕提高装备战备完好性及降低保障费用进行的，本文仅对影响舰船战备完好性及保障费用的主宰因素进行分析，在此基础上提出舰船战备完好性及保障费用分析工作项目和分析内容。

摘要： 完好性是指导航系统在不能使用时及时向用户发出告警的能力，是衡量卫星导航系统可靠性的重要指标。本文研究了Galileo系统级完好性基本概念，理论上推导了完好性风险的计算。针对北斗导航系统，从完好性指标的角度对监测站布局进行了分析和仿真;基于不连续函数优化的Powell算法，综合比较了从完好性角度出发迭代优化监测站网络时PDOP的变化情况。分析结果表明：SISMA是随着PDOP的CV值变大而逐渐变小的。同时对这种结果做了必要的理论性说明。

摘要： 作为一种差分导航系统，局域增强系统专门用于引导飞机实施精密进近操作，同时需要满足对精度、完好性、连续性和可用性的要求。为了对导航完好性需求作定量分析，机载设备需要根据局域增强系统地面站所广播的伪距测量误差计算垂直扣水平保护门限。因此，完好性风险定义为实际伪距误差超过地面站所广播的伪距测量误差的概率，而其产生的实质是由于卫星发生异常或者接收机测试异常所造成的。本文建立了基于马尔科夫链的完好性评估模型，并通过实验得到了伪距测量误差的门限值以及完好性与连续性的冗余特性曲线，研究成果可为局域增强系统工程设计提供参考。

摘要： 完好性是指导航系统在不能使用时及时向用户发出告警的能力,是衡量卫星导航系统可靠性的重要指标,因此完好性的研究对于导航系统的建设和评估都具有重要的意义.欧洲的Galileo系统建立了一整套严谨的完好性概念,本文系统的研究了Galileo系统完好性的实施、系统级完好性参数SISA、SISMA与标志符IF的计算和用户完好性指标算法,包括Galileo系统的完好性风险算法以及Galileo系统的保护级别算法.并基于北斗导航系统区域导航的特点,将Galileo系统完好性概念应用到北斗导航系统上,对北斗导航系统的覆盖区域(经度90-150度,纬度0-60度)进行了仿真计算,并重点分析了北斗导航系统的整体完好性可用性.仿真结果表明北斗导航系统的完好性平均可用性为76.88％,最小值为29.86％,出现在覆盖区域左上侧部分,最大值为100％出现在赤道附近.最后在理论上根据卫星的几何结构性质对仿真结果进行了分析.

摘要： 文章在概要介绍GNSS(全球导航卫星系统)的基础上,基于第二代GNSS中典型Galileo系统,对其完好性概念进行了初步的分析.首先详细分析了Galileo系统完好性的定义和特点,并从影响完好性的角度介绍了Galileo系统信号途径、完好性技术需求和定位误差分析,在此基础上,从导航系统和用户两个层次分析了完好性概念、告警机制和基本的计算公式,并对完好性未来发展提出相关的问题.

摘要： 本文介绍了用数字技术对机电引信这一特殊产品的完好性进行检测的方法.对提高引信测试的精度、检测的自动化程度有很好的作用.

摘要： 国外航空装备保障模式经历了从购买产品和服务(基于交易的保障)到购买性能的发展演变过程,其发展目标是缩减后勤保障规模,降低使用和保障费用,提高经济可承受性以及航空装备的战备完好性.本文将系统梳理美军航空装备保障模式发展演变过程,分析其提出背后的动因,总结其应用的效果和经验教训,以期对我军装备保障工作有所启示.

摘要： 惯性/卫星组合导航以其高精度、全球导航能力、全天候工作、连续性好等优势成为目前军民领域应用最广泛和最重要的导航手段.惯性导航系统自主性好但存在积累误差,卫星导航存在抗干扰能力差、完好性难以保证等不足. 针对以上问题,国内外持续研究各类先进的组合导航技术,并取得了大量成果.本文在总结以上成果基础上,结合惯性和卫星导航技术的发展及导航系统需求,给出惯性/卫星组合导航技术的发展趋势预测和我国惯性卫星组合导航技术发展建议.

摘要： 格网点电离层垂直改正误差(GIVE)是对格网点电离层垂直误差的估计，该值如估计过小则会影响系统完好性，如估计过大则会影响系统可用性，一般以一定概率的置信限上限表示。本文提出一种格网点电离层垂直改正误差的改进算法，该算法在保证一定风险概率的条件下使得估值更加接近真实值，提高了系统的可用性．实测数据分析表明该算法实用有效。

摘要： 本发明属于地球观测与导航技术领域卫星导航系统完好性研究领域，提供一种基于Galileo系统完好性概念的多模用户完好性评估方法，其是直接在两个系统上使用现在Galileo的用户完好性概念，对于非Galileo系统(如EGNOS)需要对一些输入参数做适当的预处理，将其转换为Galileo用户完好性算法可用的信息，进行完好性分析时，监测完好性风险(IR)和/或保护级(xPL)的数值变化即可。本发明通过采用较为先进的Galileo系统完好性概念实现多系统用户完好性的评估，通过对单系统和多系统的完好性计算结果的比对分析，证明了在多系统情况下，用户的定位结果可用性大幅提高，用户完好性在很大程度上得到了改善。

摘要： 一种装置(4)包括存储器访问电路(12)，来控制对存储在存储器中的数据的访问；以及存储器完好性检查电路(20)，来利用完好性树(26)验证存储在存储器中的数据的完好性，在该完好性树(26)中由指针提供父节点和子节点之间的关联。这帮助了降低树的存储器占用。

摘要： 本申请适用于导航领域，提供了一种导航系统的完好性监测方法、完好性监测装置、电子设备及计算机可读存储介质，该方法包括：获取信号模拟器输出的与载体运动过程相关联的轨迹真值及导航信号；获取信号模拟器的漏仿概率，该漏仿概率用于指示与真实的载体运动过程相比，信号模拟器遗漏输出导航信号的概率；将导航信号输入至待检验的导航系统，得到导航系统输出的轨迹估计值；将轨迹估计值与轨迹真值进行比对，得到误差定位数；基于漏仿概率、误差定位数、轨迹估计值的总定位数及预设的完好性风险总和，计算得到导航系统的完好性监测结果。通过本申请方案，由信号模拟器承担大部分完好性风险，降低了导航系统在线进行完好性监测的压力和复杂度。

摘要： 本发明属于地球观测与导航技术领域卫星导航系统完好性研究领域，提供一种基于Galileo系统完好性概念的多模用户完好性评估方法，其是直接在两个系统上使用现在Galileo的用户完好性概念，对于非Galileo系统(如EGNOS)需要对一些输入参数做适当的预处理，将其转换为Galileo用户完好性算法可用的信息，进行完好性分析时，监测完好性风险(IR)和/或保护级(xPL)的数值变化即可。本发明通过采用较为先进的Galileo系统完好性概念实现多系统用户完好性的评估，通过对单系统和多系统的完好性计算结果的比对分析，证明了在多系统情况下，用户的定位结果可用性大幅提高，用户完好性在很大程度上得到了改善。

摘要： 本发明公开了一种APNT服务的定位和完好性监测方法及系统，该方法包括：确定目标场景下的定位精度需求；当所述定位精度需求为高精度定位时，采用组合定位算法确定航空器的位置，并采用多解分离方式对组合定位进行完好性监测；当所述定位精度需求为低精度定位时，判断航空器是否为高空用户；若否，则采用基于LDACS的高空用户与低空用户的空对空定位算法确定航空器的位置，并采用基于最小二乘残差法对空对空定位进行完好性监测。本发明能够根据用户对定位精度的不同需求和实际的应用条件，为航空器提供多种APNT备选方案，并针对各个备选方案进行故障检测算法研究，实现APNT服务的完好性监测。

摘要： 本发明涉及一种基于贝叶斯检验的接收机自主完好性监测方法，属于卫星导航接收机技术领域。本发明对线性化伪距观测方程求取定位估计解；利用多重卷积公式将伪距观测噪声的统计模型投影到定位域中，求得定位误差的统计模型；根据方差膨胀理论提出一种基于定位域的故障检测模型；针对该故障检测模型，基于贝叶斯检验理论，构造贝叶斯后验概率优势比Ratio用于故障检测；根据导航连续性要求给出贝叶斯后验概率优势比Ratio的关键参数——方差膨胀系数k的确定方法；最后利用贝叶斯后验概率优势比Ratio进行故障检测。本发明中先验故障信息、实时观测信息和定位域检测模型的结合，使得对故障卫星的检测性能得到提升，适用于全球卫星导航的接收机自主完好性监测。

摘要： 本发明公开了一种非差非组合精密单点定位完好性监测方法。所述方法包括：建立基于GNSS观测量单双频点混合的非差非组合PPP函数模型；基于所述非差非组合PPP函数模型，输入当前历元处的可用观测量，所述可用观测量包含单频点观测量和双频点观测量；基于多重假设解分离理论，列出所有故障子集；针对每个故障子集，进行所述故障子集的时间更新和测量值更新；根据更新后的测量值，计算每个故障子集的保护水平，进而得到所述当前历元的整体保护水平；根据所述当前历元的整体保护水平进行可用性判断。本发明有效抑制了显著多路径效应对PPP函数模型完好性监测算法的影响，对海上常见危险源有很强的适应性，显著提升了PPP位置服务的可靠性。

摘要： 本发明公开了一种无阈值接收机自主完好性监测方法，包括：步骤一，求解接收机初始位置解向量；步骤二，根据接收机初值位置解向量，计算各GNSS卫星的定位后伪距残余值；步骤三，找到各定位后伪距残余值中的最大值并为参数σmax赋值，σmax满足：步骤四，将参数σmax分为k等份，其中k≥2，并由此得到k个子区间；步骤五，为各GNSS卫星分别设置一个初值为零的计数器；步骤六，对于每一子区间，检查各GNSS卫星的定位后伪距残余值是否在子区间范围内，如果是，则将对应计数器的计数加1；步骤七，构造权值矩阵，采用加权最小二乘算法重新求解得到新的接收机位置解向量。本发明能够消除RAIM算法需要人为设置检测阈值的问题，能适用不同定位场景、提高定位性能。

摘要： 本申请实施例公开了一种完好性保护方法和系统，能够解决移动通信系统中定位可靠性低的问题，该方法包括：完好性保护系统计算第一信息；通过所述第一信息进行完好性校验，以确定目标系统的可靠性程度；其中，所述第一信息是根据如下至少之一计算得到的：第一通信设备的采样数据、第二通信设备的采样数据、目标风险容忍度；所述目标系统包括所述第一通信设备和所述第二通信设备。

摘要： 本发明提出了一种适用于北斗的完好性支持信息参数生成方法及系统，在采集北斗系统各轨道卫星的观测数据并相应计算用户距离误差得到初始样本数据集后，通过FCM聚类算法对初始样本数据集进行分类得到多类样本数据集，选取多类样本数据集各类尾部的最差情况的URE分布对北斗系统地面监测站的播报URA进行评估，得到最符合北斗系统各卫星的播报URA发送给用户，使得到的播报URA更符合北斗系统完好性监测的要求，进而使地面监测站播报的ISM参数符合北斗系统性能，减小采用ARAIM时的完好性风险。