基于粒子滤波和似然比的接收机自主完好性监测算法

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1、第47卷第1期2015年2月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics8LAstronauticsV01．47No．1Feb．2015DOI：10．16356／j．1005—2615．2015．01．006基于粒子滤波和似然比的接收机自主完好性监测算法王尔申1’2庞(1．沈阳航空航天大学电子信息工程学院，沈阳涛1曲萍萍1张芝贤1，110136；2．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京，100191)摘要：由于粒子滤波算法在处理非线性系统非高斯噪声问题具有较大的优势，提出将粒子滤波算法与对数似然

2、比方法有机结合应用于接收机自主完好性监测(Receiverautonomousintegritymonitoring，RAIM)中。通过粒子滤波算法对状态进行精确估计，利用对数似然比建立一致性检验统计量进行故障检测。在建立全量累加对数似然比和部分累加对数似然比检验统计值的基础上，通过比较系统各状态累加对数似然比和检测阂值之间的关系，进而对卫星故障进行检测。对算法进行了数学建模，描述了RAIM算法流程。通过实测数据对提出的RAIM算法进行验证，结果表明：粒子滤波在非高斯测量噪声情况下可以对GPs接收机状态进行精确的估计，利用对数似然比建立的一致性检验统

3、计量能有效地检测并隔离故障卫星，验证了该算法应用于接收机自主完好性监测的可行性和有效性。关键词：GPs；接收机自主完好性监测；粒子滤波；似然比；故障检测中图分类号：V241．6；TN967．1文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)01一0046一06RAIMAlgO“thmBasedOnParticleFilterandLikelih00dRatiOMethodⅥ么咒gErs矗P咒1伸，Pn孢gTn01，Q甜Pi咒g户i咒91，Z^n咒g2玩izin咒1(1．SchoolofElectronicandInformationEngine

4、ering，ShenyangAerospaceUniversity，Smenyang，110136，China；2．SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeihangUniversity，Beijing，100191，China)Abstract：Particlefilteralgorithmhasagreatadvantageinprocessingnonlinearandnon—Gaussiannoiseproblems，soanapproachcombiningtheparticlefilte

5、ralgorithmwiththelog一1ikelihoodratio(LLR)ispresentedforGPSreceiverautonomousintegritymonitoring(RAIM)．ThestateestimateiscalculatedpreciselybytheparticlefilteralgorithmandLLRisusedasaconsistencyteststatistictoachieVethefaultdetection．BysettingupthetotalandpartiaIcumulativeLLRs，t

6、hesatellitefaultisdetectedbycheckingthecumulativeLLRofsystemstatewithdetectionthreshold．Themathematicalmodelofthealgorithmisestablished．Meanwhile，thealgorithmflowisdescribed．BasedontherealGPSdata，theRAIMalgorithmistested．Experimentalresultdemonstratesthattheparticlefilteralgori

7、thmcanaccu—ratelvestimatethestateofGPSreceiverunderconditionsofnon—Gaussianmeasurementnoise，andLLRasthestatisticofconsistencytestcaneffectivelydetectandisolatefaultsateUite，thusvalidatingthefea—sibiIityandvalidityofparticlefilterandlikelihoodratiomethodsforRAIM．Keywords：globalp

8、ositioningsystem(GPS)；receiverautonomousintegritymonit