题目：卫星导航外部辅助的完好性监测技术研究

完好性问题是卫星导航系统应用中的一个主要问题。针对该问题国内外出现了各种完好性监测方法，接收机自主完好性监测（RAIM）是其中一种简便有效的途径。但RAIM存在着要求卫星数目多、几何分布好等可用性问题以及故障检测识别性能低等缺点。外部辅助方法（AAIM）可以降低对卫星导航系统在这方面的要求，并且无需额外资金投入就可以得到比RAIM好的监测性能。本文以GPS和Galileo的模拟与实测数据为基础，对气压高度表、钟差预测模型、惯导系统（INS）等外部辅助方法进行了仿真验证，并且研究了GPS/Galileo组合情况下的完好性监测方法。文中对各种辅助方法的性能进行了比较分析，针对其完好性监测所暴露的问题提出了相应的改进措施，最后还设计开发了AAIM完好性监测性能演示系统。论文介绍了常用的自主完好性监测算法，分析了RAIM存在的不足，推导了独立观测方程数目和星座几何分布性能之间关系，证明了外部设备信息可以有效弥补RAIM的不足，提高其监测性能，并提出了AAIM具体实现的方案。首先，论文开展了气压高度表辅助下完好性监测的研究。建立了用于监测的数学模型，针对不同性能的气压高度表，进行了多种卫星导航系统的仿真验证，结果表明这种方法可以有效提高RAIM可用性及故障检测率和识别率，并给出了应用建议。第二，论文在进行预测钟差模型完好性监测的研究中，首次提出了采用“滑动窗”方式建立参数实时更新的接收机钟差预测模型，仿真结果表明该方法可以有效提高钟差预测精度，提高监测性能。文中还提出了计算预测误差均方差的新方法，基于模拟和实测数据的验证分析表明，这种方法对故障检测和识别率的提高效果明显。第三，开展了INS辅助完好性监测的研究，结果表明这种方法可以有效解决RAIM的可用性问题。首次提出采用统计检测量等权归一化和序贯监测两种改进算法，数据验证表明这样不仅可以减少运算量，并且可以增强监测性能，进一步提高INS辅助的故障检测和识别率。第四，论文初次提出用GPS/Galileo组合导航来辅助GPS的完好性监测，对可用性改善较大。第一次提出在“准现实”环境下的“VGC+BIT”的分析方法，基于实测数据验证表明，其有很强的多故障检测和排除（FDE）能力。最后，设计开发了“卫星导航外部辅助完好性监测性能演示系统”，为今后AAIM的进一步研究提供了一个较好的工具。 该课题已于2005年12月通过解放军卫星定位总站的评审验收，获得与会专家的高度评价。