《多感測器輔助的GNSS姿態測量完好性監測研究》是依託同濟大學，由靳文瑞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多感測器輔助的GNSS姿態測量完好性監測研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：靳文瑞
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
衛星導航發展的顯著特徵是多GNSS系統角逐並存：新系統建立、老系統升級換代、系統級兼容互操作需求強烈。GNSS完好性監測包括星基、陸基增強和用戶接收機自主完好性監測技術（RAIM），其中RAIM 具有靈活、可靠、硬體代價小而受到青睞。隨著新一代導航、空中交管技術的發展和需求，本課題首次將定位域RAIM思想拓展到姿態測量的完好性監測（即測姿域RAIM），以期解決GNSS及感測器組合測姿的潛在問題。研究目的是利用多導航星座系統和多感測器源，研究測姿域RAIM基本理論和方法，提出對應的驗證手段和指標，提高導航與姿態測量精度和可用性。研究內容涵蓋測姿域RAIM 基本概念原理、多星座GNSS 姿態測量及其完好性監測、多感測器輔助GNSS 姿態測量及其完好性監測。預期目標是構建姿態測量完好性理論體系，掌握其在多星座和多感測器融合系統中仿真與試驗技術。
結題摘要
在過去的三年中，全球衛星導航進入了迅猛的發展期，特別是中國北斗系統，其在軌可用衛星數目不斷增加，服務功能不斷增強，不同星座系統的兼容與互操作性得到進一步加強。本項目的研究對象是基於姿態測量的GNSS/多感測器完好性監測理論和方法，這也是目前已知的首次將定位域RAIM思想拓展到姿態測量的完好性監測（即測姿域RAIM）。通過三年研究，提出了一些新的概念和方法，做出了有益的探索和嘗試，達到了預期研究目標。主要研究進展和成果包括： 1、初步形成姿態測量RAIM的模型框架和參數評估。引入姿態質量測度AQM、最大姿態允許警報率、最小檢測機率、保護水平、殘差閾值等，對於GNSS及感測器組合測姿的載波差分界定問題，提供一種新的思路。 2、深入分析多星座GNSS姿態測量RAIM算法和關鍵技術。對於多星座GNSS姿態測量技術不是新題目，而本研究側重於結合RAIM算法的姿態測量，從兩點著手：一是在局部區域衛星數目的瞬間變化及DOP值突變，對載波觀測及整周模糊度解算的影響，採用了星座預測技術以增強完好性監測在盲點區域的監測及恢復能力，提高了姿態完好性監測的自適應能力；二是經過理論分析，提出基於模糊度函式法的姿態測量完好性監測算法。 3、構建慣導/電子羅盤輔助的GNSS測姿RAIM原型系統和算法研究，使得前面探討的概念、算法有一個依託和可實現的對象。提出一種Multispeed SINS算法並仿真實現，開展多源感測器融合方式下的姿態完好性監測濾波技術與評估，取得較好的實驗結果。 4、提出一種面向RAIM基於FPGA的GNSS/INS組合系統的時間同步技術。它可有效消除導航感測器測量數據之間的時間誤差，為INS和輔助導航感測器的測量數據添加時間標籤，實現毫秒級的組合導航數據同步精度。 其他成果還有獲得上海市人才發展資金資助1項，申請發明專利1項，出版收錄論文3篇，其中一篇SCI的影響因子達到1.5，與其他課題組一起培養研究生3人。
