CN114384561A - 一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法 - Google Patents

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CN114384561A CN202111648717.3A CN202111648717A CN114384561A CN 114384561 A CN114384561 A CN 114384561A CN 202111648717 A CN202111648717 A CN 202111648717A CN 114384561 A CN114384561 A CN 114384561A
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Abstract

本发明公开了一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法，属于定位服务故障治理技术领域，涉及北斗导航系统连续运行参考站的运维工作，具体涉及用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法。针对现有技术中存在的、参考站的故障定位效率低、排查出错概率高等问题，本发明提供了一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法，利用故障定位系统接收、传送、分析、处理数据信息并结合经验参数判断参考站的故障定位。解决了故障定位的问题，同时也实现了故障定位方法的系统化、流程化，从而降低了对运维人员专业性的严格要求，减少了运维人员前往现场排查的次数，降低了运维成本。

Description

一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及 方法
技术领域
本发明公开了一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法，属于定位服务故障治理技术领域，涉及北斗导航系统连续运行参考站的运维工作，尤其涉及一种运维工作中的故障定位方法。
背景技术
针对北斗导航系统连续运行参考站(Continuously Operating ReferenceStations，以下简称CORS)相关数据出现问题后进行故障定位、排障的运维工作，行业内没有形成运维的流程化管理，且当前全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem，以下简称GNSS)相关问题的分析只涉及到观测值(譬如伪距、载波相位、多普勒、载噪比等)，分析维度较为单一。随着GNSS接收机设计与相关技术的进步，接收机射频信息和增益信息也能够实时输出，这些信息与观测值结合使用对于GNSS相关的故障定位效率、准确率提升帮助很大。在目前本行业领域中，没有形成GNSS收集到的观测值与GNSS接收机所接收到的射频信息、增益信息等有价值的参数有机结合的、参考排障经验值而解决故障定位问题的系统与方法。实际运维工作中，常用的工作方法是安排运维人员到设备所在的现场进行设备更换测试，排查效率、准确率低，且对人员技术素质要求较高。目前CORS已经应用于自动驾驶等涉及生命安全的领域，为该领域提供了高精度的时空基准。因此，在全球导航卫星系统定位与故障治理技术领域内够提供一种将GNSS接收机采集到射频信息、自动增益信息、观测值信息及其参考本领域内排障经验值有机结合而解决故障定位问题的系统与方法，具有重要的实践意义。
经检索，中国专利申请，公开号CN 111143097 A，公开日2020年5月12日，公开了发明专利：一种面向GNSS定位服务的故障治理系统和方法。其故障治理系统包括接入层、处理层、引擎层、平台层、应用层；此发明提供的方法虽然可以定位到服务异常的原因和问题节点，但并没有将GNSS接收机采集到的信息、GNSS收集的观测值及其参考本领域内排障经验值有机结合，无法进一步的提高CORS系统中GNSS相关故障定位的效率、降低排查错误的概率。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的CORS系统中GNSS相关故障定位效率低、排查出错概率高的问题，本发明提供了一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法，它不仅可以解决故障定位的问题，同时实现了故障定位方法的系统化、流程化，从而降低了对CORS运维人员专业性的严格要求，减少了运维人员前往现场排查的次数，降低了运维成本。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统，包括全球导航卫星系统接收机、故障触发单元、数据记录单元、自适应增益信息分析单元、主射频信息分析单元、次射频信息分析单元、天顶图分析单元以及多路径效应计算单元；全球导航卫星系统接收机将接收到的信号发送给故障触发单元；故障触发单元被触发后，将数据发送给数据记录单元；数据记录单元发送数据给自适应增益信息分析单元；自适应增益信息分析单元分析判断数据信息，并发送信息给主射频信息分析单元；主射频信息分析单元与次射频信息分析单元和天顶图分析单元各自相连；次射频信息分析单元发送信号给射频信息分析单元A和射频信息分析单元B；天顶图分析单元发送信号给多路径效应计算单元。
进一步地，全球导航卫星系统接收机用于接收并输出射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息；问题触发单元用于触发预先设定的故障；数据记录单元用于采集触发故障发生的问题时间、数据并存储分析接收机增益及射频数据信息；主射频信息分析单元、次射频信息分析单元存储和分析射频数据信息；天顶图分析单元分析观测值的天顶图；多路径效应计算单元计算伪距观测值的多路径值，本发明提供的故障定位系统能够处理故障定位系统接收到的射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息，并结合经验参数来确定北斗导航系统连续运行参考站所出现的故障原因的定位方法。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，包括如下步骤：
步骤1：故障触发单元被接收到的数据信息实时触发；
步骤2：故障定位系统记录北斗导航系统连续运行参考站发生故障时间的原始数据，根据发明步骤，如有必要增加定义时间内的原始数据；
步骤3：根据对比自适应增益信息与预设正常值的大小后判断故障类型：如大于设定值，则故障判断为“天线或馈线故障”；如不大于设定值，则进入步骤4；
步骤4：分析接收到的射频信息并将代表射频信息的信号从时域经过快速傅里叶变换转换到频域，根据射频信息判断故障类型：如射频信息异常，则进入步骤5；如射频信息正常，则进入步骤6；
步骤5：分析异常是否属于“窄频异常且远高于底噪”，根据分析结果判断下一步进入步骤7还是步骤8，如是，则进入步骤7；如否，则进入步骤8；
步骤6：分析天顶图中“未跟踪卫星的方位角范围”和“天顶角范围”是否具有明显方向性，根据分析结果判断故障类型：如有，则故障判断为“高度角设置/遮挡问题”；如否，则进入步骤9；
步骤7：记录故障发生后预设时间段内的射频信息，分析射频信息是否“具有温度相关性”并判断故障类型：如有，则故障判断为“天线故障”；如否，则故障判断为“天线故障或干扰”；
步骤8：记录频谱信息直至故障结束后的预设时间段内，分析预设时间段内是否出现波动超过预设值±10dB情况并判断故障类型：若出现波动超过预设值±10dB的情况，则故障判断为“干扰”；若未出现波动超过预设值±10dB的情况，则判断为“天线故障”；
步骤9：步骤9：进行多路径值分析：如多路径值大于预设值，则记录为“异常”，判断为“高度角设置/遮挡问题”；如多路径值不大于预设值，则记录为“正常”，判断为“接收机卫星配置/接收机故障”。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，在步骤1中，所述的故障为在通讯链路正常的情况下：接收机回传的卫星数量小于预设值内发生预设值以上的相位观测值周跳。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，在步骤2中，所述的时间原始数据包括伪距、载波相位、多普勒、载噪比、增益信息和射频信息。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，在步骤4中，所述的全球导航卫星系统接收机接收到的射频信息采用预设时间窗口进行平滑。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，所述的接收机射频信息异常是指，在预设的特定频段范围，接收机接收到的射频信号功率值变化超过步骤8中预设的正常值；所述的窄频异常是指，在预设的特定频段范围内，频率宽度和底噪分别符合预设范围。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，在步骤6中，所述的“未跟踪卫星的方位角范围”和“天顶角范围”是否具有明显方向性是指，根据星历确定本应跟踪但实际未跟踪的卫星，其方位角均集中在任意方位、所需考察角度的范围内或其天顶角范围均在所需考察角度以下。
进一步地，一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，在步骤7中，所述的判断温度相关性的标准为：射频信息随当地气温变化而发生的变化超过预设值。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点如下：
基于全球导航卫星系统(GNSS)卫星定位原理和周跳、宽窄模糊度等算法处理的逻辑，提供了一种根据全球导航卫星系统接收到的观测值信息、射频信息以及自适应增益信息结合运维工作中积累的经验参数，来确定用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位的方法。本发明提供的方法对关联影响规律、全球导航卫星系统(GNSS)技术的载波相位测量中诸如周跳、宽窄模糊度、多路径值等参数的综合数据分析处理，通过在系统内预先设定标准参照值来对比接收到的实时故障数据信息，得到判定规则程序，本发明不仅能够提高CORS系统中GNSS相关故障定位的效率、降低排查错误的概率，可操作性和适用性很强，同时也能够降低运维成本，实现故障定位的系统化和流程化。
附图说明
图1为一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统示意图；
图2为一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法流程图；
图3为在L1频段(1575±40MHz)正常射频信息的频谱图示；
图4为窄频异常且远高于底噪图示；
图5为未受遮挡的卫星天顶图；
图6为受遮挡的卫星天顶图；
图7在天顶图中方位角特定范围图示(阴影部分)；
图8在天顶图中天顶角特定范围图示(阴影部分)；
图9为受到60GHz无线电设备信号泄露干扰时的频谱图示。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
本发明专利公开了一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统及方法，涉及CORS运维工作的故障定位方法，不仅能够提高CORS系统中GNSS相关故障定位的效率、降低排查错误的概率，同时也能够降低运维成本，实现故障定位的系统化和流程化。
如图1所示，为一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统，包括全球导航卫星系统接收机、故障触发单元、数据记录单元、自适应增益信息分析单元、主射频信息分析单元、次射频信息分析单元、天顶图分析单元以及多路径效应计算单元；全球导航卫星系统接收机将接收到的信号发送给故障触发单元；故障触发单元被触发后，将数据发送给数据记录单元；数据记录单元发送数据给自适应增益信息分析单元；自适应增益信息分析单元分析判断数据信息，并发送信息给主射频信息分析单元；主射频信息分析单元与次射频信息分析单元和天顶图分析单元各自相连；次射频信息分析单元发送信号给射频信息分析单元A和射频信息分析单元B；天顶图分析单元发送信号给多路径效应计算单元。
一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统，其全球导航卫星系统接收机用于接收并输出射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息；问题触发单元用于触发预先设定的故障；数据记录单元用于采集触发故障发生的问题时间、数据并存储分析接收机增益及射频数据信息；射频信息分析单元存储和分析射频数据信息；天顶图分析单元分析观测值的天顶图；多路径效应计算单元计算伪距观测值的多路径值。
本实施例提供的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统的方法，为根据故障定位系统接收到的射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息，并结合经验参数来确定北斗导航系统连续运行参考站出现的故障定位方法。
如图2所示，本发明提供的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，其步骤如下：
步骤1：全球导航卫星系统(GNSS)接收机接收实时信息数据，并发送给故障触发单元；故障触发单元被接收到的数据信息实时触发，此处的故障定义为在通讯链路正常的情况下：
(a)接收机回传的卫星数量少于设定的正常数量，本实施例选择接收机回传的卫星数量为4；
(b)在预设时间段内发生预设值以上的相位观测值周跳(cycle slips)。本实施例选择在1分钟内发送5次以上的相位观测值周跳。其中，周跳是指在全球导航卫星系统(GNSS)技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。正确地探测并恢复周跳，是载波相位测量中非常重要且必须解决的问题之一。
GNSS载波相位观测量是由不足一整周的小数部分
Figure BDA0003444391070000054
和整周部分
Figure BDA0003444391070000055
组成。其中小数部分是接收机所产生的参考信号与来自卫星的载波信号的相位之差中小于一周的部分，这部分观测值可以认为是精确的；
Figure BDA0003444391070000056
则是接收机从接收星信号时刻到当前时刻记录的载波相位整周数。接收机在连续跟踪卫星信号时，由于某种原因如信号被遮拦、无线电干扰等原因使接收机的计数器在累计工作期间产生中断，使得相位发生整周跳变，但其中不足一周的部分仍保持不变，这个整周跳变称为周跳。周跳的规则如下：
采用MW组合观测量LMW为检测量进行粗差探测，主要步骤如下：
1、按如下公式构造MW组合观测量LMW和递推公式：
Figure BDA0003444391070000051
Figure BDA0003444391070000052
其中，
Figure BDA0003444391070000053
为前i个历元MW组合观测值的平均值，单位为米；
Figure BDA0003444391070000061
为前i-1个历元MW组合观测值的平均值，单位为米；
LMW(ti)：为前i个历元MW组合观测值，单位为米；
σ(ti)：为前i个历元MW组合观测值得均方根误差，单位为米；
σ(ti-1)：为前i-1个历元MW组合观测值得均方根误差，单位为米。
2、对于第i个历元MW组合观测值LMW(ti)，若|LMW(ti)-LMW(ti-1)|≥4σ(ti-1)，则为超限，历元ti对可能是周跳，也可能是粗差。所谓的粗差是指在相同观测条件下作一系列的观测，是测量误差的种类之一，一般是指绝对值大于3倍中误差的观测误差，包括内外业中因疏忽大意而造成的差错在内。粗差为由于观测者的疏忽所造成的错误结果或超限的误差。例如瞄错观测目标、读数错误和记录错误等。粗差的存在将大大影响平差结果的可靠性，甚至导致完全错误的结果。
为判断历元ti是粗差还是发生了周跳，进一步分析i-1，i，i+1相邻三个历元之间的数据特征。
由历元ti-1的宽巷模糊度及方差按如下公式计算历元ti+1的宽巷模糊度及方差。
Figure BDA0003444391070000062
Figure BDA0003444391070000063
若历元ti+1的宽巷模糊度不超限，或者历元ti和ti+1的宽巷模糊度都超限且
Figure BDA0003444391070000064
则判定历元ti为粗差，若历元ti和历元ti+1的宽巷模糊度都超限且
Figure BDA0003444391070000065
则认为历元ti上有周跳。把前面的i-1个历元作为一弧段，记录其LMW(ti-1)值和方差σ2(ti-1)用于后续处理，并从历元ti开始划分为一个新的弧段。
步骤2：所述的故障定位系统记录连续运行参考站发生故障时的间原始数据，比如：伪距、载波相位、多普勒、载噪比、增益信息、射频信息。
步骤3：将全球导航卫星系统接收机接收到的自适应增益(AGC)信息与设定值相对比，如大于设定值则故障判断为“天线/馈线故障”；如不大于正常值则进入步骤4；
例如，2021年4月20日，处于海南某地的参考站出现卫星数为零的情况，触发该系统故障触发单元，数据记录单元记录了故障发生后的GNSS观测值信息、自适应增益信息和射频信息，经过AGC分析单元后，因为该参考站自适应增益AGC为60dB，大于系统预设值；因此该系统自动判定为“天线/馈线故障”，经过现场人员排查，证实因馈线被老鼠咬断而导致此故障。
步骤4：分析全球导航卫星系统(GNSS)的接收机的射频信息并将代表射频信息的信号从时域经过快速傅里叶变换(FFT)转换到频域；如接收机射频信息异常，则进入步骤5；如所述的接收机射频信息正常，则进入步骤6。
射频信息由信号从时域经过快速傅里叶变换(FFT)转到频域，转换公式如下：
Figure BDA0003444391070000071
其中，F为频率域函数；f(t)表示时间域周期函数；jω为信号的频率。
如图3所示为采用了30s时间窗口进行平滑，CORS系统工作正常且环境无干扰下的频谱图示。
步骤5：如步骤4中分析接收机射频信息异常，则分析异常是否为窄频异常且远高于底噪进入步骤7，否则进入步骤8。
如图4所示，在本实施例中，所述的接收机射频信息异常为在L1为1575±40MHz的特定频段；功率值变化超过上述正常值±10dB；所述的窄频异常为出现在特定频段的、频率宽度范围小于10MHz且高于底噪30dB的频段范围，应当进入步骤7；
步骤6：分析天顶图中“未跟踪卫星的方位角范围”和“天顶角范围”是否具有明显方向性，根据分析结果判断故障类型：如有，则故障判断为“高度角设置/遮挡问题”；如否，则进入步骤9；本实施例中，所定义的标准值预设为：应跟踪但实际未跟踪的卫星颗数大于4，如图7所示，在天顶图中方位角为60°的特定范围，以阴影部分显示；如图8所示，在天顶图中方位角为60°的特定范围，以阴影部显示。如图5和图6所示，为在全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)、北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)、格洛纳斯卫星导航系统(Global Navigation satellite system，GLN)和伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system，GAL)这四大卫星导航系统中受遮挡和未受遮挡的卫星天顶图。对比受遮挡卫星天顶图与未受遮挡卫星天顶图，能够清楚的得出图6中标注的180°方位角范围内本应跟踪但实际未跟踪的区域，其属于此观测值在天顶图分布具有明显方向性，则此步骤判断为“高度角设置/遮挡问题”。
步骤7：记录故障发生后24小时内的射频信息分析射频信息，分析是否“具有温度相关性”并判断故障类型：如有，则故障判断为“天线故障”，如否，则故障判断为“天线故障或干扰”。
步骤8：记录记录频谱信息直至故障结束后12小时，分析期间是否出现波动超过±10dB情况，若出现波动超过±10dB的情况，则故障判断为“干扰”；若未出现波动超过±10dB的情况，则判断为“天线故障”；本实施例中，判断温度相关性的标准为：射频信息存在随当地气温变化而相应变化超过10dB。
2021年6月20日，处于贵州某地的参考站出现卫星颗数少于4颗情况，触发了该系统的故障触发单元，至自适应增益AGC分析单元时，因自适应增益为29dB，因此到主射频信息分析单元，该分析单元对射频信息判断为异常，经分析后，其射频信息的可视化后如下图9所示，再经次射频信息分析单元判断，未出现窄频且高出底噪异常，再经过射频信息分析单元B进行记录并分析，发现出现了超过10dB的波动，因此，最终系统判定故障类型为“干扰”。
图9中的频率范围为1535MHz-1615MHz，参考电平为-40dB，扫描时间设置为1.0ms，经过现场人员的仔细排查，发现具体的干扰源为60GHz新型无线网络传输装置天线，其发射天线和接收天线成对设置且具有方向性，该设备测试时参考站天线处于发射天线正对位置，有发射天线存在频率泄露的问题，因此参考站受到该天线设备的干扰，在关闭此设备后参考站恢复正常。而以往诸如此类的故障，一般情况下会安排运维人员前往现场进行接收机、天线、馈线及其连接件的依次更换测试，干扰导致的故障不会因此排查，不能得出发生故障的原因，不能正确的解决故障问题，甚至会无奈搬迁站址避免此类信号干扰，极大导致资源浪费，且无法形成经验沉淀。
步骤9：进行多路径MP(Multi Path)值分析：如多路径值大于预设值1，则记录为“异常”，则判断为“高度角设置/遮挡问题”；如多路径值不大于预设值1，则记录为“正常”，则判断为“接收机卫星配置/接收机故障”。
MP计算如下：
按公式如下计算多路径影响MPk1和MPk2的值。
Figure BDA0003444391070000081
式中：
MPk1、MPk2：为导航信号k1，k2频点上包含多路径误差和整周模糊度信息的计算量；
ρk1、ρk2：为导航信号k1，k2频点上的伪距观测量，单位为米；
f k1、fk2：为导航信号k1，k2频点上的频率，单位为兆赫；
Figure BDA0003444391070000082
为导航信号k1，k2频点上的相位观测量，换算成长度单位米。
对于同一颗卫星在连续观测且无周跳的情况下，组合的模糊度参数不会变化，在无周跳的多个历元间按如下公式进行计算，得到多路径误差。
Figure BDA0003444391070000091
上式中：
Figure BDA0003444391070000092
为接收机观测到卫星在k频点上的多路径误差评估值；
NSW：为滑动窗口的历元个数，默认为50；
MPk(ti)：为在历元ti接收机观测卫星在k频点上包含多路径误差和整周模糊度信息的计算量。
本发明基于GNSS卫星定位原理和周跳、宽窄模糊度等算法逻辑，提供了一种根据全球导航卫星系统接收机所接收到的观测值信息、射频信息以及自适应增益信息结合运维工作中积累的经验参数，来确定用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位的方法。本发明提供的方法对关联故障定位的影响规律、全球导航卫星系统(GNSS)技术的载波相位测量中诸如周跳、宽窄模糊度、多路径值等参数的综合数据分析处理，通过在系统内预先设定标准参照值来对比接收到的实时故障数据信息，得到判定规则程序，不仅能够提高CORS系统中GNSS相关故障定位的效率、降低排查错误的概率，可操作性和适用性很强，同时也能够降低运维成本，实现故障定位的系统化和流程化。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统，其特征在于，包括全球导航卫星系统接收机、故障触发单元、数据记录单元、自适应增益信息分析单元、主射频信息分析单元、次射频信息分析单元、天顶图分析单元以及多路径效应计算单元；全球导航卫星系统接收机将接收到的信号发送给故障触发单元；故障触发单元被触发后，将数据发送给数据记录单元；数据记录单元发送数据给自适应增益信息分析单元；自适应增益信息分析单元分析判断数据信息，并发送信息给主射频信息分析单元；主射频信息分析单元与次射频信息分析单元和天顶图分析单元各自相连；次射频信息分析单元发送信号给射频信息分析单元A和射频信息分析单元B；天顶图分析单元发送信号给多路径效应计算单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统，其特征在于，所述的全球导航卫星系统接收机用于接收并输出射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息；所述的问题触发单元用于触发预先设定的故障；所述的数据记录单元用于采集触发故障发生的问题时间、数据并存储分析接收机增益及射频数据信息；所述的主射频信息分析单元、次射频信息分析单元存储和分析射频数据信息；所述的天顶图分析单元分析观测值的天顶图；所述的多路径效应计算单元计算伪距观测值的多路径值。
3.一种基于权利要求1或2所述的用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位系统的方法，为根据故障定位系统接收到的射频信息、增益信息和全球导航卫星系统的观测值信息，并结合经验参数来确定北斗导航系统连续运行参考站出现的故障定位方法。
4.根据权利要求3所述的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：故障触发单元被接收到的数据信息实时触发；
步骤2：故障定位系统记录北斗导航系统连续运行参考站发生故障时间的原始数据，根据发明步骤增加定义时间内的原始数据；
步骤3：根据对比自适应增益信息与预设正常值的大小后判断故障类型：如大于设定值，则故障判断为“天线或馈线故障”；如不大于设定值，则进入步骤4；
步骤4：分析接收到的射频信息并将代表射频信息的信号从时域经过快速傅里叶变换转换到频域，根据射频信息判断故障类型：如射频信息异常，则进入步骤5；如射频信息正常，则进入步骤6；
步骤5：分析异常是否属于“窄频异常且远高于底噪”，根据分析结果判断下一步进入步骤7还是步骤8：如是，则进入步骤7；如否，则进入步骤8；
步骤6：分析天顶图中“未跟踪卫星的方位角范围”和“天顶角范围”是否具有明显方向性，根据分析结果判断故障类型：如有，则故障判断为“高度角设置/遮挡问题”；如否，则进入步骤9；
步骤7：记录故障发生后预设时间段内的射频信息，分析射频信息是否“具有温度相关性”并判断故障类型：如有，则故障判断为“天线故障”；如否，则故障判断为“天线故障或干扰”；
步骤8：记录频谱信息直至故障结束后的预设时间段内，分析预设时间段内是否出现波动超过预设值情况并判断故障类型：若出现波动超过预设值的情况，则故障判断为“干扰”；若未出现波动超过预设值的情况，则判断为“天线故障”；
步骤9：进行多路径值分析：如多路径值大于预设值，则记录为“异常”，判断为“高度角设置/遮挡问题”；如多路径值不大于预设值，则记录为“正常”，判断为“接收机卫星配置/接收机故障”。
5.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，其特征在于，在步骤1中，所述的故障为在通讯链路正常的情况下：接收机回传的卫星数量小于预设值或预设时间段内发生预设值以上的相位观测值周跳。
6.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参考站的故障定位方法，其特征在于，在步骤2中，所述的时间原始数据包括伪距、载波相位、多普勒、载噪比、增益信息和射频信息。
7.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参数站的故障定位方法，其特征在于，在步骤4中，所述的全球导航卫星系统接收机接收到的射频信息采用预设的时间窗口进行平滑。
8.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参数站的故障定位方法，其特征在于，所述的接收机射频信息异常是指，在预设的特定频段范围内，接收机接收到的射频信号功率值变化超过步骤8中预设的正常值；所述的窄频异常是指，在预设的特定频段范围内，频率宽度和底噪分别符合预设范围。
9.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参数站的故障定位方法，其特征在于，在步骤6中，所述的“未跟踪卫星的方位角范围”和“天顶角范围”是否具有明显方向性是指，根据星历确定本应跟踪但实际未跟踪的卫星，所述的实际未跟踪的卫星方位角均集中在任意方位、所需考察角度的范围内或天顶角范围均在所需考察角度以下。
10.根据权利要求4所述的一种用于北斗导航系统连续运行参数站的故障定位方法，其特征在于，在步骤7中，所述的判断温度相关性的标准为，射频信息随当地气温变化而发生的变化超过预设值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115390097A (zh) * 2022-08-31 2022-11-25 中航机载系统共性技术有限公司 双余度卫星导航接收机、故障检测及处理方法和装置
CN117388886A (zh) * 2023-10-10 2024-01-12 中国人民解放军32021部队 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115390097A (zh) * 2022-08-31 2022-11-25 中航机载系统共性技术有限公司 双余度卫星导航接收机、故障检测及处理方法和装置
CN115390097B (zh) * 2022-08-31 2023-10-13 中航机载系统共性技术有限公司 双余度卫星导航接收机、故障检测及处理方法和装置
CN117388886A (zh) * 2023-10-10 2024-01-12 中国人民解放军32021部队 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置
CN117388886B (zh) * 2023-10-10 2024-04-16 中国人民解放军32021部队 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置

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