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基于SIR粒子滤波状态估计和残差平滑的GPS接收机自主完好性监测算法研究

Research on GPS RAIM Algorithm based on SIR Particle Filtering State Estimation and Smoothed Residual

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【作者】 郭承军田忠

【Author】 Guo Chengjun 1 , Tian Zhong 2 Research Institute of Electronic Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu, 611731, China

【机构】 电子科技大学电子科学技术研究院

【摘要】 提出将基于SIR粒子滤波似然函数值的故障检测算法应用于接收机自主完好性监测(RAIM)中,采用由状态估计值获得的理想观测值和实际的状态观测值之间的差值作为故障检测的残差,进行卫星故障的检测与隔离。对算法进行了数学建模,描述了算法的流程。通过实测数据验证,结果表明,该方法在非高斯测量噪声情况下可以对状态进行精确的估计,成功检测和隔离故障卫星,克服了卡尔曼滤波的RAIM算法在处理非高斯测量噪声时性能下降的问题,从而验证了基于SIR粒子滤波状态估计和残差平滑的接收机自主完好性监测的有效性。

【Abstract】 The investigation presented a new approach based on SIR particle filtering state estimation and smoothed residual for GPS receiver autonomous integrity monitoring (RAIM), which adopted the difference value between the ideal observation values acquired by state estimation and the actual state observation values, and the log likelihood ratio (LLR) test based on probability density function of state-measurement was set up. Experimental results based on real GNSS data demonstrate that the algorithm can estimate the state precisely under non-Gaussian measurement noise, detect and isolate GPS satellite failures successfully and solve the performance degradation problem of RAIM algorithm based on Kalman filter. Therefore, experimental results validate the validity of SIR particle filtering state estimation and smoothed residual for RAIM.

  • 【会议录名称】 第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S05卫星导航增强与完好性监测
  • 【会议名称】第三届中国卫星导航学术年会
  • 【会议时间】2012-05-16
  • 【会议地点】中国广东广州
  • 【分类号】TN965.5
  • 【主办单位】中国卫星导航系统管理办公室、科技部高新技术发展及产业化司、交通运输部综合规划司、教育部科学技术司、中国卫星导航定位应用管理中心、中国科学院高技术研究与发展局、中国工程院国际合作局、中国航天科技集团公司、中国航天科工集团公司、中国电子科技集团公司、广东省经济和信息化委员会、广州市人民政府
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