接收机自主完好性监测(RAIM)是卫星导航接收机内部的一种算法,通过卫星的冗余观测信息对导航解算结果进行一致性检验,从而达到完好性监测的目的。如果RAIM不可用,机载设备不能保证定位结果的完好性,用户的安全将会受到威胁。因此,需要对RAIM的可用性进行预测,避免用户在RAIM不可用的时空点运行。基于北斗卫星导航系统在民航中的应用,研究了RAIM可用性预测的基本理论和方法。在理论研究的基础上自主设计研发了北斗RAIM可用性预测软件,实现机场、航路以及区域的RAIM可用性预测。主要研究内容分以下几个方面:首先,详细阐述了北斗卫星导航系统的伪距定位原理,并对伪距观测方程进行线性化处理;研究最小二乘残差法和奇偶矢量法两种快照RAIM算法,重点分析了漏检率、误警率以及可见星与检测门限值的关系,并对两种方法进行了等效证明。其次,对RAIM预测技术进行研究。在传统的RAIM FD可用性预测基础上,给出了包含RAIM FD可用性和RAIM FDE可用性的预测流程。按照预测流程依次实现了预测算法中的用户位置确定、卫星可见性预测以及RAIM可用性判定。然后,进行RAIM可用性预测仿真分析,利用SMBV100A信号源模拟卫星运行,通过接收机实时接收数据验证了预测结果的准确性;仿真分析了DOP值、有无气压高度辅助对RAIM可用性的影响;对不同情境下的RAIM可用性进行预测,并对预测结果进行分析;在满足RAIM可用性的前提下,仿真不同的卫星故障,然后对故障进行检测和排除,并对比分析故障排除前后的定位误差。最后,详细介绍了北斗RAIM可用性预测软件的各个模块,通过实例对预测软件的预测结果进行展示。