本發(fā)明涉及一種基于K?means++聚類算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，該方法包括：根據(jù)初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)與北斗衛(wèi)星參數(shù)的聚類計(jì)算，使北斗衛(wèi)星參數(shù)與初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)匹配；對(duì)初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)和相應(yīng)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)；實(shí)時(shí)接收北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)，輸入與匹配的初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星關(guān)聯(lián)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型中，計(jì)算北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍；判斷北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)是否在衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍內(nèi)，若否，則判斷北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)為故障參數(shù)。本發(fā)明實(shí)時(shí)接收衛(wèi)星特定參數(shù)，計(jì)算衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍，并對(duì)兩者對(duì)比，以判斷衛(wèi)星特定參數(shù)是否是故障參數(shù)，能夠完全適用北斗衛(wèi)星混合星座。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于K-means++聚類算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性檢測(cè)中，一般使用多參考接收一致性檢測(cè)的B值算法。然而，在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中，衛(wèi)星為混合星座，除了有27顆中地球軌道(MEO)衛(wèi)星外，還有5顆靜止軌道(GEO)衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道(IGSO)衛(wèi)星。傳統(tǒng)GPS(Global PositioningSystem，全球定位系統(tǒng))中的B值檢測(cè)算法僅適用于地球中軌衛(wèi)星，而北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是由中地球軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星、傾斜同步軌道衛(wèi)星組成的混合星座系統(tǒng)，這就使現(xiàn)有算法不能完全適用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)GBAS(ground-based augmentation systems，地基增強(qiáng)系統(tǒng))系統(tǒng)中，對(duì)差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行完好性檢測(cè)，是利用多個(gè)基準(zhǔn)站接收機(jī)的偽距修正量構(gòu)造了一個(gè)參考值——B值。通過(guò)對(duì)B值進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)可能存在的故障，并排除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，以保證播發(fā)的差分?jǐn)?shù)據(jù)的可靠性。此外還由一種基于C值輔助B值的多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)新算法，能排除可能存在的衛(wèi)星故障，提高系統(tǒng)可用性水平。然而，這些完好性檢測(cè)算法對(duì)混合星座的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)并不完全適用。

因此，提供一種基于K-means++聚類算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的基于K-means++聚類算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法及檢測(cè)系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)故障檢測(cè)方法不適用于北斗衛(wèi)星混合星座的問(wèn)題，對(duì)建立北斗衛(wèi)星導(dǎo)航地基增強(qiáng)系統(tǒng)的多參一致性檢測(cè)具有參考價(jià)值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于K-means++聚類算法的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)故障檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S101，從多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)與北斗衛(wèi)星參數(shù)組成的衛(wèi)星數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取一個(gè)衛(wèi)星作為初始衛(wèi)星聚類中心；

S102，首先計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星與當(dāng)前已有衛(wèi)星聚類中心之間的最短距離，接著計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星被選為下一個(gè)衛(wèi)星聚類中心的概率，最后，按照輪盤法選擇下一個(gè)衛(wèi)星聚類中心；

S103，重復(fù)上一步驟直到選擇出共k個(gè)衛(wèi)星聚類中心；

S104，針對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)集中每個(gè)衛(wèi)星，計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星到k個(gè)衛(wèi)星聚類中心的距離并將每個(gè)衛(wèi)星分到距離最小的衛(wèi)星聚類中心對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星類別中；

S105，針對(duì)每個(gè)衛(wèi)星種類，按照以下公式重新計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星類別的衛(wèi)星聚類中心；

S106，重復(fù)S104和S105，直到衛(wèi)星聚類中心不再變化，則衛(wèi)星屬于該衛(wèi)星聚類中心對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星類別，以根據(jù)多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)與北斗衛(wèi)星參數(shù)的聚類計(jì)算，使北斗衛(wèi)星參數(shù)與初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)匹配；

S107，對(duì)多種初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星參數(shù)和相應(yīng)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)；

S108，實(shí)時(shí)接收北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)，并輸入與匹配的初始標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星關(guān)聯(lián)的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值計(jì)算模型中，計(jì)算北斗衛(wèi)星的衛(wèi)星特定參數(shù)閥值范圍；