如何测试GPS的RAIM功能--＞如何使用GSS7000测试RAIM

最新推荐文章于 2025-06-04 18:37:09 发布
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本文来至思博伦技术中心卫星公众号关于卫星导航
什么是RAIM？

Receiver Autonomous Integrity Monitoring（RAIM）即接收机自主完好性监控。是一种GNSS接收机用于评估接收到的卫星信号可靠性技术。

RAIM原理简单的来说就是通过冗余校验多颗卫星伪距组合，排除出信号异常的卫星，主要应用于对导航定位可靠性安全性要求较高的航空航海领域。

在这里插入图片描述

我们都知道卫星定位至少需要4颗卫星，如果高度依赖这4颗卫星数据，假如某一颗有故障，或者数据传播过程出错，抑或电离层延迟异常等，定位的可靠性就得不到保证。如果GNSS接收机能够搜索到5颗以上卫星，RAIM每四颗卫星计算一次定位，多次排列组合计算对比后便能发现 “谁是内奸？” 此时RAIM不仅能够提供卫星故障的警报，还能够识别出是哪颗卫星发生故障。在某些GNSS系统中，接收机可以根据RAIM结果将错误的卫星排除在外。但注意RAIM并不监控GNSS接收机本身的故障。

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所有航空用GNSS接收机都必须具备RAIM功能。RAIM是自主操作的，没有外部信号的辅助，对卫星故障反应迅速、费用低、全球范围内均可用等多种优点。它需要冗余伪距测量，接收机必须搜索到至少5颗可用卫星，RAIM才能够工作。然而基于卫星的具体几何位置DOP值，通常需要更多的卫星用于测量。

GPS 卫星播发的导航电文内容并非卫星自行生成，而是通过主控站根据各监测站送来资料进行计算，预报卫星轨道和卫星钟改正数制成导航电文。当卫星通过地面注入站上空时，采用大口径发射天线将这些导航电文和其他命令注入卫星， 因此会存在数据更新时间周期。

而且虽然卫星播发的导航电文内有诸如关于卫星健康状况的信息，但是地面监控一般需要15分至2小时才能判定某颗卫星是否存在故障再采取措施或预警。此时这些信息的精度和可靠性会有所降低，特别是民航等对安全性要求较高的导航系统领域，在短时间内就能完成检测故障到提醒用户是属于常规需求。

PosApp测试RAIM步骤

思博伦卫星导航模拟软件Positioning Application提供了Pseudorange Ramp工具可以用于测试接收机的RAIM功能。其原理是控制某颗卫星伪距变化，这种异常不会事先在导航电文内声明。具体操作步骤如下
本次RAIM测试使用某一款声称带有RAIM功能的GNSS接收机来进行实测。
在应用PR Ramp工具之前，先让GSS7000模拟器运行一个场景，该至少有5颗以上的卫星以获得较好的几何DOP值，让接收机充分定位。
在PosApp软件界面
1，点击打开Pseudorange Ramp 工具按钮
2，在Pseudorange Ramps 对话框内, 点击 “New”
在这里插入图片描述

3，勾选Use start time 选择开始作用时间（例如输入3分钟，让接收机先充分定位）
4，输入Tx ID (例如当前可见的GPS 15)
5，输入伪距变化距离"Pseudorange change" (例如1300 m)
6，填入时间"Ramp up time" (例如3 mins，即3分钟的时间内PR变化从0到1300米)
7，重复第3 到第 5步 Pseudoragne Ramp作用于更多卫星 (例如设置GPS 22 和 GPS 29)
8，Pseudoragne ramp 窗口不要关闭，用于观察变化。点击绿色Run运行场景
在这里插入图片描述

•在接收机的软件界面上操作(接收机默认情况下 RAIM 是使能状态)
您可以看到这款X接收机将GPS15, 22,29三颗异常卫星排除在外，定位精度依旧在5M以内

在这里插入图片描述

•如果您想查看接收机关闭RAIM功能的情况
在接收机软件界面下菜单栏Navigation-Receiver Operation-Position
选择 In Integrity Tab, 关闭RAIM模式

在这里插入图片描述

在 PosApp 软件端

  1. 再次运行该场景
  2. 等待接收机定位后
  3. 按照上面步骤执行 PR ramp 功能
    您可以看到接收机的定位位置一直在飘移。
    Moving far away from reference position

在这里插入图片描述

关键词：RAIM,GPS，卫星导航，航空，冗余校验，导航电文，卫星健康字，地面监控站，PosApp，PR Ramp

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