改进奇偶矢量法的接收机自主完好性监测算法研究

摘要

• 接收机自主完好性监测（RAIM）是保障全球导航卫星系统（GNSS）安全性的核心技术。针对传统奇偶矢量法在噪声敏感性、多故障隔离能力上的缺陷，本文提出一种基于加权奇偶空间与动态阈值的改进算法。通过引入观测值权重矩阵重构奇偶空间，结合卡方分布与方向矢量分析优化故障检测与隔离逻辑。理论推导证明了改进算法对微小故障的敏感性提升，MATLAB仿真显示在8颗卫星场景下，检测概率提高18.7%，隔离准确率提升32.4%。研究进一步探讨了RAIM算法在自动驾驶与航空导航中的应用挑战，并展望了多源融合的智能RAIM发展方向。

关键词：完好性监测；奇偶矢量法；故障隔离；加权最小二乘；GNSS可靠性

1. 引言

• 在航空精密进近、自动驾驶等安全攸关领域，GNSS定位误差超过告警阈值而未及时预警将导致灾难性后果。国际民航组织（ICAO）要求CAT III类着陆系统需具备10^-7/h的完好性风险水平。传统RAIM算法存在两大局限：

1. 假设观测噪声同分布，忽略实际环境中多径、电离层延迟的空间差异性
2. 固定检测阈值导致虚警率随卫星几何构型劣化而骤升
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