非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析

牛飞; 陈金平; 高为广; 张义生

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非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析

牛飞, 陈金平, 高为广, 张义生

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牛飞, 陈金平, 高为广, 张义生. 非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1429-1433.

引用本文:

牛飞, 陈金平, 高为广, 张义生. 非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1429-1433.

NIU Fei, CHEN Jinping, GAO Weiguang, ZHANG Yisheng. Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(12): 1429-1433.

Citation:

NIU Fei, CHEN Jinping, GAO Weiguang, ZHANG Yisheng. Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(12): 1429-1433.

非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析

¹北京卫星导航中心,北京市5136信箱100094;²北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京市学院路37号100083;³北京跟踪与通信技术研究所,北京市5131信箱100094;⁴北京应用气象研究所,北京市民族园路8号100029

基金项目: 国家863计划资助项目(2007AA120601)

详细信息

作者简介:
牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。

中图分类号: P228.41

Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing

¹ Beijing Satellite Navigation Center,P.O.Box 5136,Beijing 100094,China;² School of Automation Science and Electrical Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 37 Xueyuan Road,Beijing 100083,China;³ Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology,P.O.Box 5131,Beijing 100094,China;⁴ Beijing Institute of Application Weather,8 Minzuyuan Road,Beijing 100029,China

Funds: 国家863计划资助项目(2007AA120601)

摘要: 引入“概率包络”概念,从分析复杂多路径误差的概率分布入手,推导了两种非高斯分布的多路径误差概率分布模型,改进了两种基于污染正态分布的完好性阈值计算方法,并分别在伪距域和定位域对非高斯误差分布模型进行高斯概率包络分析,计算相应的均方差膨胀因子,从理论上体现了完好性阈值计算方法的严密性和有效性。仿真计算结果表明,两种改进的完好性阈值计算结果都能够对污染正态分布误差模型实现高斯概率包络,但第一种改进方法计算结果相对比较保守,第二种改进方法计算结果更加优化。
- 完好性 /
- 污染正态分布 /
- 概率包络 /
- 多路径 /
- 蒙特卡洛
Abstract: The precondition of integrity calculating equation is usually based on the Gaussian distribution for pseudo range errors.When the assumed Gaussian distribution of range error is contaminated,the calculation results will not protect user position error anymore which will result in additional integrity risk.The integrity equation based on Non-Gaussian distribution was proposed and analyzed.The definition of probability overbounding and two models of multipath errors were introduced.A Gaussian distribution was adopted to overbound the probability of the Non-Gaussian distribution,and the new inflation variance scale was calculated to substitute the variance scale based on Gaussian distribution.The integrity equation was calculated using the new variance scale to gain a safer vertical protect level and horizontal protect level avoiding the additional probability of hazard mislead information and make the integrity equation to be more rigorous in theory.Through the simulation and analysis it is shown that both of the improved integrity equations could Gaussian probability overbound the error which is contaminated,and the first improved equation is more conservative than the second one,and the second improved equation is more optimal and lead to a better availability and continuity.
- integrity /
- contaminated Gaussian distribution /
- overbounding /
- multipath /
- Monte Carlo

[1]	高为广, 隋叶叶, 李敏, 胡志刚, 宿辰庚, 苏牡丹. . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2023, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20220691
[2]	邹璇, 付睿男, 王亚伟, 李志远, 徐纵, 唐卫明, 李洋洋. 测站处GNSS多路径误差效应反演及其应用研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2022, 47(9): 1416-1421. doi: 10.13203/j.whugis20200392
[3]	金彪, 魏巍, 陈姗姗, 李东俊. SBAS星历改正数及UDRE参数生成算法分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2021, 46(1): 111-117. doi: 10.13203/j.whugis20190033
[4]	赵昂, 杨元喜, 许扬胤, 景一帆, 杨宇飞, 马越原, 徐君毅. GNSS单系统及多系统组合完好性分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2020, 45(1): 72-80. doi: 10.13203/j.whugis20180425
[5]	叶世榕, 赵乐文, 陈德忠, 潘小波, 杜仲进, 李志. 基于北斗三频的实时变形监测数据处理 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2016, 41(6): 722-728. doi: 10.13203/j.whugis20140522
[6]	卢辰龙, 匡翠林, 易重海, 章浙涛. 奇异谱分析滤波法在消除GPS多路径中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(7): 924-931. doi: 10.13203/j.whugis20130570
[7]	王德军, 熊永良, 徐韶光. 利用窗口小波去噪的高精度动态单历元定位算法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2015, 40(6): 779-784. doi: 10.13203/j.whugis20130636
[8]	陈德忠, 叶世榕, 刘炎炎, 刘郑. 基于观测值域的GPS多路径误差应用分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2014, 39(2): 147-151. doi: 10.13203/j.whugis20120719
[9]	张小红, 丁乐乐. 北斗二代观测值质量分析及随机模型精化 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2013, 38(7): 832-836.
[10]	罗飞雪, 戴吾蛟, 伍锡锈. 基于交叉证认的EMD滤波及其在GPS多路径效应中的应用 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 450-453.
[11]	戴吾蛟, 伍锡锈, 罗飞雪. 一种利用增广参数Kalman滤波的GPS多路径效应处理方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(4): 423-427.
[12]	孟领坡, 吴杰, 袁义双. 载波相位差分接收机自主完好性监测研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2011, 36(3): 271-275.
[13]	吴继忠, 花向红, 高俊强. 基于小波包分解的结构自振特征提取及多路径误差分离 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(4): 486-490.
[14]	刘超, 王坚, 胡洪, 高井祥. 动态变形监测多路径实时修正模型研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(4): 481-485.
[15]	李作虎, 郝金明, 李建文, 张成军. QZSS对GPS区域性能增强分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2010, 35(1): 17-20.
[16]	牛飞, 韩春好, 张义生, 常守峰. 导航卫星星载原子钟异常监测分析 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(5): 585-588.
[17]	牛飞, 韩春好, 张义生. 局部电离层异常对局域增强系统的影响及其监测方法 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2009, 34(4): 444-448.
[18]	吴雨航, 陈秀万, 吴才聪. 利用信噪比削弱多路径误差的方法研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2008, 33(8): 842-845.
[19]	黄声享, 李沛鸿, 杨保岑, 向东. GPS动态监测中多路径效应的规律性研究 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2005, 30(10): 877-880.
[20]	胡超, 王中元, 吕伟才, 余志浩. 一种顾及先验约束的北斗观测数据多路径一步修正模型 . 武汉大学学报 ( 信息科学版), 0, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20200712

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非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析

¹北京卫星导航中心,北京市5136信箱100094;²北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京市学院路37号100083;³北京跟踪与通信技术研究所,北京市5131信箱100094;⁴北京应用气象研究所,北京市民族园路8号100029

基金项目: 国家863计划资助项目(2007AA120601)

作者简介:
牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。

收稿日期: 2012-09-26
刊出日期: 2012-12-05

中图分类号: P228.41

关键词:

完好性 /

污染正态分布 /

概率包络 /

多路径 /

蒙特卡洛

摘要: 引入“概率包络”概念,从分析复杂多路径误差的概率分布入手,推导了两种非高斯分布的多路径误差概率分布模型,改进了两种基于污染正态分布的完好性阈值计算方法,并分别在伪距域和定位域对非高斯误差分布模型进行高斯概率包络分析,计算相应的均方差膨胀因子,从理论上体现了完好性阈值计算方法的严密性和有效性。仿真计算结果表明,两种改进的完好性阈值计算结果都能够对污染正态分布误差模型实现高斯概率包络,但第一种改进方法计算结果相对比较保守,第二种改进方法计算结果更加优化。

English Abstract

Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing

¹ Beijing Satellite Navigation Center,P.O.Box 5136,Beijing 100094,China;² School of Automation Science and Electrical Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 37 Xueyuan Road,Beijing 100083,China;³ Beijing Institute of Tracking and Telecommunication Technology,P.O.Box 5131,Beijing 100094,China;⁴ Beijing Institute of Application Weather,8 Minzuyuan Road,Beijing 100029,China

Funds: 国家863计划资助项目(2007AA120601)

Received Date: 2012-09-26
Publish Date: 2012-12-05

Keywords:

Abstract: The precondition of integrity calculating equation is usually based on the Gaussian distribution for pseudo range errors.When the assumed Gaussian distribution of range error is contaminated,the calculation results will not protect user position error anymore which will result in additional integrity risk.The integrity equation based on Non-Gaussian distribution was proposed and analyzed.The definition of probability overbounding and two models of multipath errors were introduced.A Gaussian distribution was adopted to overbound the probability of the Non-Gaussian distribution,and the new inflation variance scale was calculated to substitute the variance scale based on Gaussian distribution.The integrity equation was calculated using the new variance scale to gain a safer vertical protect level and horizontal protect level avoiding the additional probability of hazard mislead information and make the integrity equation to be more rigorous in theory.Through the simulation and analysis it is shown that both of the improved integrity equations could Gaussian probability overbound the error which is contaminated,and the first improved equation is more conservative than the second one,and the second improved equation is more optimal and lead to a better availability and continuity.

牛飞, 陈金平, 高为广, 张义生. 非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1429-1433.

引用本文:

牛飞, 陈金平, 高为广, 张义生. 非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析[J]. 武汉大学学报 ( 信息科学版), 2012, 37(12): 1429-1433.

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作者简介: 牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。

Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing

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非正态分布假设下的完好性阈值计算与分析

1北京卫星导航中心,北京市5136信箱100094;2北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京市学院路37号100083;3北京跟踪与通信技术研究所,北京市5131信箱100094;4北京应用气象研究所,北京市民族园路8号100029

作者简介: 牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。

English Abstract

Calculation and Analysis on Integrity Threshold Based on Non-Gaussian Distributing

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作者简介:
牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。

¹北京卫星导航中心,北京市5136信箱100094;²北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京市学院路37号100083;³北京跟踪与通信技术研究所,北京市5131信箱100094;⁴北京应用气象研究所,北京市民族园路8号100029

作者简介:
牛飞，博士，主要从事ＧＮＳＳ差分与完好性技术研究。