一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法
专利汇可以提供一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 支持向量机 的矢量 跟踪 通道故障检测方法。该方法步骤如下：一、利用接收机的 位置 、速度、钟差、钟漂和卫星星历计算载波和码NCO参数；二、 鉴频器 和码环 鉴别 器输出作为导航 滤波器 量测信息，用以估计接收机的位置、速度、钟差和钟漂误差，用估计的信息修正接收机位置和速度，然后用修正过的接收机位置和速度结合卫星星历计算载波和码NCO，以保持对输入 信号 的跟踪；三、将每个通道对应的新息序列作为支持向量机的输入，用来判断通道是否正常。本发明方法能够准确地检测出存在故障的通道，同时没有明显增加计算量，不影响环路的实时性，应用前景广阔。，下面是一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法专利的具体信息内容。
1.一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1，利用接收机的位置、速度、钟差、钟漂和卫星星历计算载波和码NCO参数；
步骤2，鉴频器和码环鉴别器的输出作为导航滤波器量测信息，用以估计接收机的位置、速度、钟差和钟漂误差信息，用估计的信息修正接收机位置和速度，然后用修正过的接收机位置和速度结合卫星星历计算载波和码NCO，以保持对输入信号的跟踪；
步骤3，利用校对好的支持向量机检测通道是否存在故障，支持向量机的输入为导航滤波器对应通道的新息序列，输出为对应通道是否正常。
2.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤1所述的载波和码NCO参数计算公式，具体如下：
式中，Vk-1分别为k-1时刻解算得到的GPS接收机的速度，x(n)、y(n)、z(n)为卫星号为n的GPS卫星的位置， 为接收机在地心地固坐标系下的位置； 为卫星n与接收机之
间的视线矢量， 表示卫星n和用户之间的距离； 为k-1时刻通过星历解算出来的卫星n的速度； 为k时刻的卫星位置； 是指k时刻的卫星位置和k-1时刻卫星n的位置的
差值； 分别为k时刻的码相位、码频率和载波频率预测值； 为k-1时
刻的码相位解算值；c为真空中光速；td,k-1为k-1时刻的钟漂；fcode为C/A码的基准频率，为
1.023MHz；fcarrier为载波L1的频率，为1575.42MHz，tk,k-1是k-1时刻预测的k时刻的钟差。
3.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤2所述的鉴频器和码环鉴别器公式，具体如下：
a)鉴频器计算公式：
式中，zcarrier为载波频率测量值， 和 分
别为I通道和Q通道即时支路t1时刻的采样值， 和 分别为I通道和Q通道即时支路紧接着t1时刻之后的t2时刻的采样值，t1为k-1时刻的时间，t2为k时刻的时间，sign(x)为符号函数，取值如下：
b)码环鉴别器：
码鉴别器选取归一化的非相干超前减滞后模型，得到码相位测量值zcode：
式中，IE和QE分别为I通道和Q通道超前支路采样值，IL和QL分别为I通道和Q通道滞后支路采样值。
4.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤2所述的导航滤波器，具体如下：
(a)导航滤波器模型的状态方程：
式中，Φk,k-1为状态转移矩阵，c为真空下光的速度，tb,k和tb,k-1分别为k时刻和k-1时刻的接收机钟差，td,k和td,k-1分别为k时刻和k-1时刻的接收机钟漂，δxk、δyk、δzk为地心地固坐标系下k时刻三轴位置误差，δvx,k、δvy,k、δvz,k为k时刻地心地固坐标系三轴速度误差，wk是系统噪声，δxk-1、δyk-1、δzk-1为地心地固坐标系下k-1时刻三轴位置误差，δvx,k-1、δvy,k-1、δvz,k-1为k-1时刻地心地固坐标系下三轴速度误差；
(b)导航滤波器模型的观测方程为：
观测量选取各通道的码相位测量值和载波频率测量值，观测量与状态量之间的关系如下：
zcode＝hxδx+hyδy+hzδz+c·tb+wcode (10)
zcarrier＝hxδvx+hyδvy+hzδvz+c·td+wcarrier (11)
式中，wcode和wcarrier分别为码相位跟踪误差噪声和载波频率跟踪误差噪声，hx,hy,hz分别为卫星和用户之间的视线矢量在x轴、y轴、z轴的投影分量；tb为接收机钟差，td为接收机钟漂，δx、δy、δz为地心地固坐标系下三轴位置误差，δvx、δvy、δvz为地心地固坐标系三轴速度误差；
(c)导航滤波器计算如下：
Pk＝(I-KkHk)Pk,k-1 (16)
其中， 为k时刻状态值， 为状态预测，Kk为滤波增益矩阵，Pk为k时刻协方差矩
阵，Q为系统噪声方差阵，R为量测噪声方差阵，Φk,k-1为系统状态转移矩阵，I为单位矩阵，Pk,k-1为协方差预测矩阵。
5.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤2所述用估计的信息修正接收机位置和速度，具体如下：
位置和速度直接根据导航滤波器的估计误差进行修正：
其中，Xk为用户k时刻的位置， 为预测的用户k时刻的位置，δXk为k时刻的用户位置的修正值；
码相位、码频率和载波频率根据修正后的位置速度以及导航滤波器估计的钟差、钟漂进行修正：
其中， 分别为k时刻的码相位、码频率和载波频率；tb,k为k时刻的接
收机钟差；td,k为k时刻的接收机钟漂；fcode为C/A码的基准频率，为1.023MHz；T为预检测积分时间；hk为卫星n与接收机之间的视线矢量。
6.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤3所述的新息序列，具体如下：
其中，δk为k时刻的导航滤波器的新息序列，zk为k时刻的量测矩阵，Hk为k时刻的量测矩阵， 为系统误差预测矩阵。
7.根据权利要求1所述的基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法，其特征在于，步骤3所述的支持向量机，具体如下：
假设已知训练样本集：T＝{(x1,y1),(x2,y2),...,(xn,yn)}
分类超平面表示函数：
其中，n为样本数量，xi为输入，yi是输出；w为权值矢量，b为偏差， 为非线性映射函数；
优化目标函数：
约束条件：
其中i＝1,2,…,n，||w||2为结构风险，ξi为松弛变量，C为惩罚系数；综合优化目标函数和约束条件可以求得分类超平面；
支持向量机的输入采用过去m个新息序列的值，输出+1为正常，-1为故障。
一种基于支持向量机的矢量跟踪通道故障检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
卫星n的速度； 为k时刻的卫星位置； 是指k时刻的卫星位置和k-1时刻卫星n的位
置的差值； 分别为k时刻的码相位、码频率和载波频率预测值； 为k-
1时刻的码相位解算值；c为真空中光速；td,k-1为k-1时刻的钟漂；fcode为C/A码的基准频率，为1.023MHz；fcarrier为载波L1的频率，为1575.42MHz，tk,k-1是k-1时刻预测的k时刻的钟差，Vk-1分别为k-1时刻解算得到的GPS接收机的速度。
紧接着t1时刻之后的t2时刻的采样值，t1为k-1时刻的时间，t2为k时刻的时间，sign(x)为符号函数，取值如下：
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