GNSS RTK 北斗GPS接收机多径环境测试接收机自主完好性监测实验

RAIM+接收机自主完好性监测实验Septentrio_13589036830
接收机自主完整性监测（RAIM+）包括接收机在所有级别的故障检测机制，包括解算观测值，质量控制和导航算法。检测到的错误观测值（通常由高多径或活跃电离层引起）将从解算方案中移除。
本文以一种实际测试场景验证Septentrio RAIM+自主完好性监测功能。在使用Septentrio模组或板卡集成整体接收机时，需要做高低温测量定位表现。实验环境为：

• 将GNSS卫星信号通过转发器转发至高低温箱内
• 温箱内转发信号强度与室外实际GNSS信号一致
• 将集成接收机也放置在温箱内，接收转发器的信号
  图1：高低温箱内接收机整机测试

在温箱空间内，接收机检测到信号强度与空旷环境一致，下图是载噪比波形：
图2：四系统卫星信号载噪比

收星数量也能够维持比较高的数量，测试全程Track跟踪的卫星一直维持在50颗以上。
图3：Track跟踪卫星数量

但在温箱狭小的密闭空间内，有严重的多径现象。而Septentrio RAIM+技术能够自动识别到该现象，即便信号强度与室外信号一致。
图4：温箱内过于严重的多路径效应

使用Septentrio SBF Analyzer程序分析接收机记录的Support SBF数据文件看到，在某些时段接收机虽然能够Track跟踪卫星，但并不提供PVT解算，原因是严重多径现象引起的伪距残差过大导致与接收机RAIM自主完好性监测冲突，接收机进入到PVT Error（高残差和Outlier错误），如图5所示。
图5：残差过大时段的PVT Error

图6：打开RAIM记录的PVT定位统计

有些客户在验证不同品牌的板卡时，会发现有些板卡在温箱内是一直有定位的，但Septentrio接收机存在这样不能PVT定位的情况，原因正是因为Septentrio RAIM+技术的一个体现，严重的多路径影响接收机的自主完整性，以保证Septentrio接收机PVT定位的可靠性。
从图6中可以看到，有84.35%的数据是满足RAIM完好性验证的，背后也是有Septentrio RAIM+算法的支撑。图7为在严重多径环境下，打开和关闭RAIM定位的不同结果，在494000历元处人为添加GPS PRN19的L1相位测量，蓝色为关闭RAIM的结果，红色为打开RAIM后修正的结果。
图7：Septentrio RAIM+打开和关闭定位区别

如果一定要在该环境下保持PVT解算，只要强行关闭RAIM功能即可与普通板卡一样不做RAIM完好性验证。如图8所示，相同接收机在温箱内关闭RAIM功能后的数据达到100%的PVT定位。图8：温箱内关闭RAIM后定位结果统计