(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211330566.1 (22)申请日 2022.10.28 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 薛瑞　周悦　 (74)专利代理 机构 北京天达知识产权代理事务 所有限公司 1 1386 专利代理师 李明里 (51)Int.Cl. G01S 19/20(2010.01) G01S 19/23(2010.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 基于奇偶矢量投影的最大值联合卡方故障 排除方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于奇偶矢量投影的最大 值联合卡方故障排除方法， 包括以下步骤： 在卫 星定位过程中检测出导航卫星故障； 基于可观测 卫星的伪距残差计算奇偶矢量； 所述奇偶矢量中 保留了测量噪声和卫星故障量的相关信息； 计算 出能反映每颗可观测卫星故障可能性的奇偶矢 量的投影； 并基于奇偶矢量投影的长度确定出疑 似故障星； 建立排除疑似故障星后由剩余可见星 伪距残差构成的最大值联合卡方识别量； 并将最 小卡方识别量对应的卫星识别为故障星， 标记后 进行排除。 本发明可 以有效降低计算量， 保证实 时性的同时提高多故障下的识别率。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 115390099 A 2022.11.25 CN 115390099 A 1.一种基于奇偶矢量投影的最大值联合卡方故障排除方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 在卫星定位过程中检测出导 航卫星故障； 基于可观测卫星的伪距残差计算奇偶矢量； 所述奇偶矢量中保留了测量噪声和卫星故 障量的相关信息； 计算出能反映每颗可观测卫星故障可能性的奇偶矢量的投影； 并基于奇偶矢量投影的 长度确定出疑似故障星； 建立排除疑似故障星后由剩余可见星伪距残差构 成的最大值联合卡方识别量； 并将与 最小卡方识别量对应的卫星识别为故障星， 标记后进行排除。 2.根据权利要求1所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 所述奇偶矢量为伪距残差在几何矩阵 G的奇偶空间 O上的投影； 所述几何矩阵 G由接收 机和可观测卫星之间视线方向上的单位矢量构成； 奇偶空间 O为几何矩阵G左零空间。 3.根据权利要求2所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 所述奇偶矢量的计算方法， 包括： 1） 计算可观测卫星的伪距 残差向量 ； 2） 建立由接收机和可观测卫星之间视线方向上的单位矢量构成的原 始的几何矩阵 ； 3） 对原始的几何矩阵 和伪距残差向量 进行标准化得到标准化的几何矩阵 和标准 化的伪距 残差向量 ； 以及满足 的奇偶空间 O； 4） 根据公式 计算出奇偶矢量， 所述 为奇偶矢量。 4.根据权利要求3所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 标准化的几何矩阵 ； 标准化的伪距 残差向量 ； 标准化的系数矩阵 ； 其中， 的计算式为 ； 表示第n颗卫星用户 测距精度的标准差， 表示第n颗卫星对流层误差标准差， 表示多径和用户接收 机噪声误差标准差 。 5.根据权利要求 4所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 计算奇偶矢量的投影时， 基于故障模式来计算与故障模式所对应的奇偶矢量投影； 所述故障模式包括单星故障模式和双星故障模式； 其中， 单星故障模式为可观测卫星中只有一颗卫星出现故障； 在单星故障模式中， 一个 卫星故障对应一种故障情况， n个可观测卫星对应 n种故障情况； 在每种故障情况中故障星 的奇偶矢量投影为奇偶矢量在故障线上 的投影； 所述故障线为左零矩阵 O上与故障星对应 的列向量；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115390099 A 2其中， 双星故障模式为可观测卫星中有两颗卫星同时出现故障； 在双星故障模式中， 两 颗卫星故障组成一种故障情况， n个可观测卫星对应 种故障情况； 每种故障情况中， 故障 星组的奇偶矢量投影为奇偶矢量在故障面上 的投影； 所述故障面为左零矩阵 O上与故障星 组两颗星对应的列向量所构成的面。 6.根据权利要求5所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 在单星故障模式的第 i种故障情况中， 第 i颗星为故障星对应的奇偶矢量投影为 ； 其中，i=1,…,n；n为可观测卫星的数量； 为左零矩阵 O上的第i列； 为列向量 的一范数； 轮询所有故障情况的奇偶矢量投影的长度； 选取长度最大的 M种故障情况对应的 M个卫 星做为疑似故障星。 7.根据权利要求6所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 在单星故障模式下， 确定出疑似故障星后的故障星识别排除过程中， 包括： 1） 建立每颗疑似故障星对应的故障识别 伪距残差向量； 将M种故障情况中， 每种故障情况对应的疑似故障的可观测卫星排除后， 将剩余可观测 卫星的残差构成列向量 ，m=1,…,M； 2） 利用故障识别 伪距残差向量建立 最大值联合 卡方识别量； 利用公式 建立最大值联合 卡方识别量； 3） 将与 对应的可观测卫星识别为故障星， 标记后进行排除。 8.根据权利要求5所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 在双星故障模式的第 l种故障情况中， 第 l组为故障星组对应的奇偶矢量投影为 ； 其中， ； ， 一个l的值对应一个 jk组合；n为可 观测卫星的数量； 为左零矩阵 O上的第j、 k列构成的向量平面； 轮询所有故障情况的奇偶矢量投影的长度； 选取长度最大的 M种故障情况对应的 M组卫 星做为疑似故障星。 9.根据权利要求8所述的最大值联合卡方故障排除方法， 其特征在于， 在双星故障模式 下， 确定出疑似故障星后的故障星识别排除过程中， 包括： 1） 建立每组疑似故障星对应的故障识别 伪距残差向量； 将M种故障情况中， 每种故障情况对应的两颗疑似故障的可观测卫星排除后， 将剩余可 观测卫星的残差构成列向量 ，m=1,…,M； 2） 利用故障识别 伪距残差向量建立 最大值联合 卡方识别量； 具体的， 利用公式 建立最大值联合 卡方识别量； 3） 将与 对应的可观测卫星识别为故障星， 标记后进行排除。 10.根据权利要求5 ‑9任一项所述的最大值联合 卡方故障排除方法， 其特 征在于， 在故障排除过程中， 先进行单星故障模式的故障星故障识别和排除； 在排除对应的故 障星后的卫星定位过程中仍然检测到导 航卫星故障时， 则启动双星故障模式的故障排除。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115390099 A 3