技术论文

接收机自主完整性监测（RAIM+）：从统计检验到RTK固定解验证

摘要

接收机自主完整性监测RAIM+技术解析

接收机自主完整性监测 (RAIM+) 由所有层级的接收机故障检测机制组成，包括测量值生成、质量控制和导航算法。通常由高空多路径或活动电离层造成的错误测量值，在检测到时将从解算中去除。

关键词：接收机自主完整性监测、RAIM+、Septentrio、完整性监测、RTK固定解、多路径

一、RAIM+：覆盖所有层级的接收机故障检测

对于厘米级定位而言，一个被忽略的错误测量值可能让接收机在仍报告"固定解"的同时偏离真实位置。RAIM+ 的价值在于把这类故障在接收机内部识别并剔除，而不是留到后端应用中去发现。

二、以统计特征为基础的完整性评估

通过仔细评估所有观测值和误差源的统计特征，使RAIM成为可能。这些统计特征根据动态情况和环境，尤其是车速、多路径密度、大气条件、信号强度等进行调整。

这意味着完整性判断不是一条固定的信噪比门限：门限会误伤某颗信号较弱但健康的卫星，却放行某颗信号很强却携带一致性偏差的卫星；而统计一致性检验能够识别后者。

三、检测、告警与解算修复

接收机通过几种统计试验核对测量值的内在一致性。如果出现错误，则发出警报，而且接收机还尝试修复解算，或者切换至另一种定位模式。决策算法根据广泛试验和各种环境下的用户经验仔细协调。测试严格度通过SetRAIMlevels指令额外优化，以满足特定的用户应用需求。

检测——统计试验失败时发出警报，而不是无声降级；
修复——尝试剔除引起异常的测量值，修复解算；
降级——无法修复时切换至另一种定位模式，而不是给出不可信的结果。

四、实测案例：人为注入偏差下的 RTK 固定解高度偏差

上图介绍了一个模拟案例，说明RAIM是如何工作的。图中表示的是多路径程度相对较高的现场静态测试的实际RTK固定解的高度偏差。在历元494000，一个时间线性偏差人为添加到GPS PRN 19的L1相位测量。蓝色曲线对应于RAIM停用情况下的解算：偏差造成重大失真。红色曲线表示的是由RAIM修复的解算：高度偏差始终在名义误差范围内，不会注意到偏差的影响。

同样的输入、同样的接收机，启用完整性监测前后得到的是明显不同的结果，这正是完整性监测在工程上的意义。

五、RAIM+ 与 AIM+ 的分工

对比项	RAIM+（完整性监测）	AIM+（抗干扰）
防护对象	错误或不相容的测量值	无线电干扰、压制与欺骗
作用层级	测量值一致性与解算完整性	射频前端（陷波滤波器与宽带抗干扰）
典型触发场景	强多路径、树冠遮挡、电离层活动	带内干扰源、附近发射设备、欺骗设备
调节方式	SetRAIMlevels 严格度设置	陷波滤波器与 WBI 配置

二者并不互相替代：AIM+ 保证信号环境可用，RAIM+ 保证由此得到的解算结果可信。Septentrio 接收机干扰抑制技术 (AIM+) 的理论与实践、Jammertest 2025 抗干扰实测与港口跨运车多路径场景方案可作为配套阅读。

六、常见问题（FAQ）

RAIM+ 与 AIM+ 有什么区别？

AIM+ 在射频前端抑制干扰与欺骗；RAIM+ 在测量层评估一致性并保障解算完整性。两者针对不同的失效模式，通常需要同时具备。

RAIM+ 的严格程度可以调节吗？

可以。测试严格度通过 SetRAIMlevels 指令额外优化，用于在"误报"与"漏检"之间匹配具体应用需求。

检测到错误测量值后会发生什么？

接收机发出警报，并将该测量值从解算中去除；若无法修复解算，则切换至另一种定位模式，而不是输出误导性的固定解。

RAIM+ 对 RTK 固定解有帮助吗？

有。文档给出的实测表明，在人为向单颗卫星注入偏差的条件下，启用完整性监测后 RTK 固定解的高度偏差始终处于名义误差范围之内。

哪些应用场景最需要完整性监测？

多路径严重或电离层活动强烈的环境，以及无法人工察觉定位异常的自动化场景，例如机械控制、机器人与港口自动化。

七、相关 Septentrio 产品

Septentrio mosaic-X5 —— 多频多星座高精度模组；
Septentrio Mosaic-G5 系列（P1 / P3 / P3H / T / P6 / P8）；
AsteRx 系列与 PolaRx5 系列高精度板卡与接收机。