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基于粒子滤波和似然比的接收机自主完好性监测算法
  • ISSN号:1005-2615
  • 期刊名称:《南京航空航天大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:V241.6[航空宇航科学与技术—飞行器设计] TN967.1[电子电信—信号与信息处理;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]沈阳航空航天大学电子信息工程学院,沈阳110136, [2]北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(61101161)资助项目; 航空科学基金(2011ZC54010)资助项目; 辽宁省自然科学基金(联合基金)(2013024003)资助项目
中文摘要:

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比方法有机结合应用于接收机自主完好性监测(Receiver autonomous integrity monitoring,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阈值之间的关系,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。

英文摘要:

Particle filter algorithm has a great advantage in processing nonlinear and non-Gaussian noise problems, so an approach combining the particle filter algorithm with the log-likelihood ratio (LLR) is presented for GPS receiver autonomous integrity monitoring (RAIM). The state estimate is calculated precisely by the particle filter algorithm and LLR is used as a consistency test statistic to achieve the fault detection. By setting up the total and partial cumulative LLRs, the satellite fault is detected by checking the cumulative LLR of system state with detection threshold. The mathematical model of the algorithm is established. Meanwhile, the algorithm flow is described. Based on the real GPS data, the RAIM algorithm is tested. Experimental result demonstrates that the particle filter algorithm can accu- rately estimate the state of GPS receiver under conditions of non-Gaussian measurement noise, and LLR as the statistic of consistency test can effectively detect and isolate fault satellite, thus validating the fea- sibility and validity of particle filter and likelihood ratio methods for RAIM.

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期刊信息
  • 《南京航空航天大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:南京航空航天大学
  • 主编:宣益民
  • 地址:南京市御道街29号
  • 邮编:210016
  • 邮箱:tnuaa@nuaa.edu.cn
  • 电话:025-84892726
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-2615
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1429/V
  • 邮发代号:28-140
  • 获奖情况:
  • 2005获高校科技期刊先进集体,2006获中国高校优秀科技期刊奖,2007获江苏省优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11886