Un algoritmo RAIM perfeccionado.

Un método RAIM para determinar un riesgo de integridad en un GNSS procesando varias señales de medición de distancias recibidas de satélites del GNSS en que el método comprende las siguientes acciones:

• determinar un primer grupo de señales de medición de distancias procedentes de señales de medición de distancias recibidas para determinar el riesgo de integridad

(S10), en que una descripción estadística de cada señal de medición de distancias del primer grupo determina las señales de medición de distancias como libres de fallo,

• seleccionar del primer grupo de señales de medición de distancias al menos una señal de medición de distancias asumiendo que la descripción estadística de esta señal de medición de distancias no es correcta (S12),

• determinar un segundo grupo de señales de medición de distancias a partir del primer grupo eliminando al menos una señal de medición de distancias seleccionada del primer grupo de señales de medición de distancias (S14), y

• determinar el riesgo de integridad como el máximo de los riesgos de integridad de todas las posibilidades calculadas a partir del segundo grupo de señales de medición de distancias en el límite de alerta (S16).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12002388.

Solicitante: Airbus DS GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Robert-Koch-Str. 1 82024 Taufkirchen ALEMANIA.

Inventor/es: TRAUTENBERG,HANS,L.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas de posicionamiento por satélite; Determinación... > G01S19/20 (Monitorización de la integridad, detección o aislamiento de fallos del segmento espacial)

PDF original: ES-2525919_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Un algoritmo RAIM perfeccionado Campo técnico El invento se refiere a un algoritmo RAIM (Vigilancia de Integridad Autónoma del Receptor) de acuerdo con la reivindicación 1.

Antecedentes La RAIM (Vigilancia de Integridad Autónoma del Receptor) proporciona vigilancia de integridad de un GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) a receptores GNSS. Los algoritmos RAIM procesan señales GNSS y están basados en métodos estadísticos, con los que pueden ser detectadas señales de GNSS defectuosas. Los algoritmos RAIM mejorados permiten no solo la detección de un fallo (FD) de cualquier señal de GNSS recibida, sino también la exclusión de una señal de GNSS que es detectada como defectuosa del posicionamiento, permitiendo así una operación continua de un receptor de GNSS. Esto se conoce como detección de fallo y exclusión (FDE) .

La solicitud de patente Europea no publicada previamente nº 10006518.4 describe un algoritmo RAIM perfeccionado que se puede emplear en un receptor de GNSS, en el que el algoritmo es particularmente adecuado para satisfacer los requisitos como se han descrito por la ICAO (Organización Internacional de Aviación Civil) para CAT-I.

Para la aceptación de un algoritmo RAIM por los usuarios, los usuarios deben tener suficiente confianza en el cálculo del riesgo de integridad con el algoritmo. El concepto de integridad del GNSS GALILEO Europeo planificado proporciona la diseminación de descripciones estadísticas con confianzas específicas. Las descripciones estadísticas describen características de posibles errores de una SIS (Señal en el Espacio) , por ejemplo probabilidades de la ocurrencia de errores, y comprende parámetros para describir las características de errores posibles. En GALILEO, las descripciones estadísticas diseminadas comprenden como parámetros para describir las características de error posible valores de SISA (Exactitud de la Señal en el Espacio) para cada satélite. La SISA de un satélite es determinada en el segmento de suelo de GALILEO y es una predicción de la desviación estándar mínima de una distribución Gaussiana, que sobrelimita la distribución de SISE (Error de la Señal en el Espacio) de una SIS (Señal en el Espacio) libre de fallos de un satélite GALILEO. Una descripción detallada del concepto de integridad de GALILEO puede ser encontrada en "El Concepto de Integridad Galileo", V. Oehler, F. Luongo, J. P. Boyero, R. Stalford, H. L. Trautenberg, 17ª Reunión Internacional Técnica de ION GNSS de la División de Satélites, 21-24 de Septiembre de 2004, Long Beach, CA. La confianza en la determinación de la SISA del parámetro de riesgo de integridad es de aproximadamente 1-1E-4. Sin embargo, esta confianza usualmente no basta con el fin de conseguir riesgos de integridad del orden de aproximadamente 1E-7 con un algoritmo RAIM.

Una descripción de los principios que subyacen a la RAIM puede ser encontrada en la publicación KAPLAN E D: "COMPRENSIÓN GPS: PRINCIPIOS Y APLICACIONES", COMPRENSIÓN GPS PRINCIPIOS Y APLICACIONES, XX, XX, 1 de Enero de 1996, páginas 306-314, XP002044171.

Resumen del invento Así, es un objeto del invento proporcionar un algoritmo RAIM perfeccionado que se puede emplear en un receptor de GNSS, en el que el algoritmo permite aumentar la confianza en un riesgo de integridad calculado con el algoritmo comparado a los algoritmos RAIM conocidos.

Este objeto es conseguido por el objeto de las reivindicaciones independientes. Otras realizaciones están mostradas por las reivindicaciones dependientes.

Una idea básica que subyace en el presente invento es la determinación de un subgrupo de señales de medición de distancias "libres de fallo" a partir de todas las señales de medición de distancia "libres de fallo" recibidas y determinar el riesgo de integridad utilizando este subgrupo. Así, la confianza en la determinación del riesgo de integridad puede ser incrementada ya que la descripción estadística de una solución de posicionamiento total es solo errónea si al menos dos señales de medición de distancias "libres de fallo" de todas las señales de medición de distancias "libres de fallo" recibidas son de hecho estadísticamente "no correctas". Así, el invento utiliza redundancia contenida en las señales de medición de distancias "libres de fallo" recibidas con el fin de aumentar la confianza en el proceso de determinar el riesgo de integridad. El invento puede en principio ser aplicado a cada GNSS, en el que son diseminadas señales de medición de distancias, y en el que particularmente las señales de medición de distancias diseminadas contienen una descripción estadística que determina las señales de medición de distancias como defectuosas o libres de fallo, tal como señales de medición de distancias de GALILEO que soportan los Servicios Sol. (Seguridad de Vida) ofrecidos por GALILEO.

Una realización del invento se refiere a un algoritmo RAIM para determinar un riesgo de integridad en un GNSS procesando varias señales de medición de distancias recibidas procedentes de satélites del GNSS en que el algoritmo comprende las siguientes acciones:

ï· determinar un primer grupo de señales de medición de distancias procedentes de señales de medición de distancias recibidas para determinar el riesgo de integridad, en que una descripción estadística de cada señal de medición de distancias del primer grupo determina las señales de medición de distancias como libres de fallo,

ï· seleccionar del primer grupo de señales de medición de distancias al menos una señal de medición de distancias asumiendo que la descripción estadística de esta señal de medición de distancias no es correcta,

ï· determinar un segundo grupo de señales de medición de distancias a partir del primer grupo eliminando al menos una señal de medición de distancias seleccionada del primer grupo de señales de medición de distancias, y

ï· determinar el riesgo de integridad como el máximo de los riesgos de integridad de todas las posibilidades calculadas a partir del segundo grupo de señales de medición de distancias en el límite de alerta.

La determinación del riesgo de integridad puede comprender limitar el riesgo de integridad en el límite de alerta pHMI por el máximo del máximo de todos los riesgos de integridad libres de fallo en el límite de alerta menos dn, i pHMI, fm y el riesgo de integridad libre de fallos pHMI, ff de acuerdo con la siguiente fórmula:

pHMI = max (pHMI, ff, pHMI, fm) +pmf

en la que dn, i es la estadística de ensayo para la detección de un fallo en un satélite n en dirección i, y pmf es la probabilidad de que más de una señal de medición de distancias sea defectuosa.

El riesgo de integridad libre de fallo pHMI, ff puede ser calculado de acuerdo con la siguiente fórmula:

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... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método RAIM para determinar un riesgo de integridad en un GNSS procesando varias señales de medición de distancias recibidas de satélites del GNSS en que el método comprende las siguientes acciones:

ï· determinar un primer grupo de señales de medición de distancias procedentes de señales de medición de distancias recibidas para determinar el riesgo de integridad (S10) , en que una descripción estadística de cada señal de medición de distancias del primer grupo determina las señales de medición de distancias como libres de fallo, ï· seleccionar del primer grupo de señales de medición de distancias al menos una señal de medición de distancias asumiendo que la descripción estadística de esta señal de medición de distancias no es correcta (S12) , ï· determinar un segundo grupo de señales de medición de distancias a partir del primer grupo eliminando al menos una señal de medición de distancias seleccionada del primer grupo de señales de medición de distancias (S14) , y ï· determinar el riesgo de integridad como el máximo de los riesgos de integridad de todas las posibilidades calculadas a partir del segundo grupo de señales de medición de distancias en el límite de alerta (S16) .

2. El método de la reivindicación 1, en el que la determinación del riesgo de integridad comprende limitar el riesgo de integridad en el límite de alerta pHMI por el máximo del máximo de todos los riesgos de integridad libres de fallo en el límite de alerta menos dn, i pHMI, fm y el riesgo de integridad libre de fallos pHMI, ff de acuerdo con la siguiente fórmula:

pHMI = max (pHMI, ff, pHMI, fm) +pmf

en la que dn, i es la estadística de ensayo para la detección de un fallo en un satélite n en dirección i, y pmf es la probabilidad de que más de una señal de medición de distancias sea defectuosa.

3. El método de la reivindicación 2, en el que pHMI, ff es calculada de acuerdo con la siguiente fórmula:

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en la que ALi es un Límite de Alerta.

4. El método de la reivindicación 2 ó 3, en el que pHMI, fm es calculada de acuerdo con la siguiente fórmula:

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en la que ALi es un Límite de Alerta.

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5. Un programa de ordenador que implementa un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes y que permite la determinación de un riesgo de integridad en un GNSS cuando es ejecutado por un ordenador.

6. Un portador de registro que almacena un programa de ordenador de acuerdo con la reivindicación 5.

7. Un receptor para señales de medición de distancias procedentes del satélite de un GNSS, que comprende

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una memoria que almacena un programa de ordenador de la reivindicación 5 y un procesador que es configurado por el programa de ordenador almacenado para procesar señales de medición de distancias recibidas con el método implementado por el programa de ordenador.