改進奇偶矢量法的接收機自主完好性監測算法研究

摘要

• 接收機自主完好性監測（RAIM）是保障全球導航衛星系統（GNSS）安全性的核心技術。針對傳統奇偶矢量法在噪聲敏感性、多故障隔離能力上的缺陷，本文提出一種基于加權奇偶空間與動態閾值的改進算法。通過引入觀測值權重矩陣重構奇偶空間，結合卡方分布與方向矢量分析優化故障檢測與隔離邏輯。理論推導證明了改進算法對微小故障的敏感性提升，MATLAB仿真顯示在8顆衛星場景下，檢測概率提高18.7%，隔離準確率提升32.4%。研究進一步探討了RAIM算法在自動駕駛與航空導航中的應用挑戰，并展望了多源融合的智能RAIM發展方向。

關鍵詞：完好性監測；奇偶矢量法；故障隔離；加權最小二乘；GNSS可靠性

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1. 引言

• 在航空精密進近、自動駕駛等安全攸關領域，GNSS定位誤差超過告警閾值而未及時預警將導致災難性后果。國際民航組織（ICAO）要求CAT III類著陸系統需具備10^-7/h的完好性風險水平。傳統RAIM算法存在兩大局限：

1. 假設觀測噪聲同分布，忽略實際環境中多徑、電離層延遲的空間差異性
2. 固定檢測閾值導致虛警率隨衛星幾何構型劣化而驟升
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