全球导航卫星系统多星故障排除：随机搜索法

"全球导航卫星系统多星故障排除新方法 (2011年)，作者：陈灿辉，张晓林，发表于《北京航空航天大学学报》2011年第12期" 全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）是现代导航和定位服务的核心，它依赖于一组分布在太空的卫星来提供准确的时间和位置信息。然而，由于各种原因，如空间环境的影响、硬件故障等，卫星可能会出现故障，影响系统的正常运行。随着观测卫星数量的增加，多颗卫星同时发生故障的概率也会增大。在这样的背景下，接收机自主完好性监测（Receiver Autonomous Integrity Monitoring，RAIM）显得尤为重要，它能检测并处理卫星故障，确保定位数据的可靠性。 传统的故障排除方法通常侧重于故障检测，即识别哪些卫星可能出现问题，但故障排除，即从观测星座中隔离出故障卫星，相对更为复杂。陈灿辉和张晓林在2011年的研究中提出了一种基于随机搜索的多星故障排除新方法。这种方法利用二进制编码技术，将每颗卫星的状态表示为一个二进制位，0代表正常，1代表故障。通过随机初始化生成一个假设的无故障星座作为起点，然后逐步搜索未被选择的卫星，以优化星座配置，使得包含的无故障卫星数量最多。 具体实施过程中，该方法首先对所有卫星进行随机编码，形成一个初始的无故障星座假设。接着，通过比较每个可能的星座配置（即选取不同的卫星组合），寻找故障卫星最少或无故障卫星最多的配置。这个过程不断迭代，直至找到最佳解决方案。通过这种方式，不仅能够处理单个卫星故障，还能有效应对多星故障情况。 仿真结果显示，新方法在大多数情况下可以达到99%以上的故障排除率，这极大地提高了GNSS的可靠性和安全性。这一创新方法对于确保全球导航卫星系统的自主完好性具有重要意义，可以有效防止因卫星故障导致的定位错误，保障航空、交通、军事等领域的安全运营。 关键词：卫星导航；故障排除；故障检测；接收机自主完好性监测 分类号：TN967.1 文献标识码：A 文章编号：1001-5965(2011)12-1479-05 这项研究为GNSS的多星故障排除提供了一个有效的工具，通过优化的随机搜索策略，实现了高效率和高精度的故障处理，对于提升全球导航服务的稳定性和用户信任度具有显著的贡献。