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Enhancing BeiDou/GNSS integrity with minmax optimization
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AI
DOI：10.1093/pnasnexus/pgaf366.png)
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摘要
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在导航场景中，完整性是评估系统可用性的关键指标，其改进对交通运输、安全和监控具有影响。本文提出了一种新的完整性监测策略，称为最优先进接收机自主完整性监测（Optimal-ARAIM），旨在BeiDou/全球导航卫星系统（GNSS）的背景下优化垂直保护级别（VPL）。Optimal-ARAIM采用极小化极大估计器通过调整全组合解来最小化VPL，并优化分配完整性和连续性风险。为缓解多类卫星故障引发的组合爆炸问题，我们引入了最大监测阶数机制。所有最坏情况故障场景被表述为极小化极大优化问题，并通过凸优化近似以确保VPL的全局收敛性。为评估Optimal-ARAIM的性能，我们利用BeiDou观测数据进行验证，并使用星历数据进行预测分析。结果表明，在使用观测数据时，亚洲地区五个选定站点的平均VPL始终保持在8米以下；此外，使用BeiDou星历数据预测的VPL分布主要集中在10米以下。进一步使用GNSS星历数据的验证显示，所提方法实现了超过93%的全球可用性覆盖率，满足CAT-I标准。这些发现证实，所提出的Optimal-ARAIM能够有效降低BeiDou/GNSS的VPL，确保导航操作具有高鲁棒性和可靠性。
Keyword:
GNSS
ARAIM
vertical protection level
maximum monitoring order
minmax optimization
期刊
P
IF:
3.8
论文数:
2.1K
被引数:
3.2K
机构
引用论文
Integration of Vehicle Dynamic Model and System Identification Model for Extending the Navigation Service Under Sensor Failures集成车辆动力学模型和系统识别模型以扩展传感器故障下的导航服务
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