JP5122066B2 - 積率限界を利用してデータ処理システムの動作のインテグリティを評価する方法及び装置 - Google Patents
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Description
積率母関数を利用することにより、本発明の実施形態は本技術を適用し得る基本となる複数組の分布データに関して何ら制約を課すことがないため、一般的な線形システムに個別入力が行なわれ、かつ入力データに付随して各特定入力に関するインテグリティ限度が含まれる多種多様な技術用途におけるインテグリティ推定動作の正当性の立証に使用されるのに適する。線形パラメータはいかなる手段によって送信してもよく、入力データに依存しない。従って実施形態を使用して、WAASのような安全性重視の用途において、計算されたインテグリティ限度が常に高信頼水準値を有する出力全体として超えることを立証することが可能である。
I) 全てのJiが(K,(α・σ2))の積率限界を有し、
II)
各Jiは一組の分布データ(例えば、システムへの入力データ)を表わすとし、この場合、システム100に対する各誤差源に対応して一つの組が存在する(例えば、クロック誤差に対して一つの組、電離層誤差に対して一つの組、そして衛星軌道誤差に対して一つの組)。
Nを個々の入力Jの個数とする。
kiをN個の実数の組とする。
ステップ201において、インテグリティ検証プロセス400は、データ処理システム100(例えばWAAS100)に含まれる種々の各誤差源に対しての処理ループの動作を開始する。具体的には、WAAS100に対する誤差源は、衛星軌道誤差、衛星クロック同期誤差、及び/又は電離層誤差を含む可能性がある。
具体的には、ステップ205の処理において詳細に示されるように、インテグリティ検証プロセス400は積率限界を有するそれぞれの分布データの結果を、分布データの組のそれぞれの関連するインテグリティ推定値に基づいて計算するが、この計算は、分布データの組の該当するインテグリティ推定値が積率限界を有すると判定されるように積率母関数に対する入力値を調整することにより行なわれる。後に簡単に説明するように、積率母関数に対する入力値によって、グラフにより可視化することが可能な結果が生成され、この場合このグラフでは、積率限界を有する分布データの結果の曲線上の少なくとも一点が許容インテグリティ基準の曲線の下方に位置する。
図4のフローチャートに戻ると、ステップ221においてインテグリティ検証プロセス400は、各組の分布データに対して動作する別の処理ループに進行する。
条件II)
K及びαは積率母関数に対する入力数値である;
KLimitは臨界誤差の大きさをσ単位で定義する;
eは自然対数の底を表わす;
Pfailは許容インテグリティ基準の値である。
Claims (18)
- 信号ベースのナビゲーション・システムの動作のインテグリティを評価する方法であって、
前記信号ベースのナビゲーション・システムが処理する情報に関連する少なくとも一組の分布データであって、各組の分布データは、一つの確率分布を表し、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関する補正情報及びインテグリティ推定情報を含み、前記確率分布の各確率は、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関連する補正の誤差の確率である、前記少なくとも一組の分布データを取得するステップと、
前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用して、積率限界を有する分布データの結果を生成するステップと、
前記積率限界を有する分布データの結果を前記少なくとも一組の分布データ内で表わされる誤差の集合の組に関連する最大値を表わすインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断するステップと、
を備える方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記少なくとも一組の分布データは複数組の分布データを含み、該複数組の分布データの各組の分布データは、
i) 単一モードではない、
ii) 平均がゼロにならないような非対称性を示す、
iii) 前記信号ベースのナビゲーション・システムの実際の動作から収集される分布データである、
のうちの少なくとも一つである、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記分布データは複合誤差限界を形成する少なくとも一つのインテグリティ推定値を含み、
前記積率母関数を適用するステップ及び前記積率限界を有する分布データの結果を比較するステップによって、前記分布データ内で表わされる誤差の全ての考えられる組み合わせの限界が前記少なくとも一つのインテグリティ推定値によって規定されると判断する、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記積率母関数を適用するステップ及び前記積率限界を有する分布データの結果を比較するステップの両方によって、畳み込み解析操作が前記分布データの組に対して行われ、その結果、前記積率母関数から積率限界を有する分布データの結果が生成され、該分布データの結果によって、前記分布データの組のインテグリティ推定情報及び補正情報に表される誤差の組み合わせが、前記信号ベースのナビゲーション・システムから得られる前記分布データの組の誤差の全ての組み合わせを考慮したインテグリティ限度を超えないことが保証される、方法。
- 請求項1に記載の方法において、信号ベースのナビゲーション・システムは広域補強システム、地域補強システム、及び全地球的ナビゲーション衛星システムのうちの少なくとも一つである、方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記分布データの組に含まれる補正情報及びインテグリティ推定情報は、前記信号ベースのナビゲーション・システムのナビゲーション誤差源に関するものであり、該ナビゲーション誤差源は、衛星軌道誤差、衛星クロック誤差、及び衛星信号電離層遅延量誤差のうちの少なくとも一つを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法は、
前記信号ベースのナビゲーション・システムのリアルタイム動作の間に、前記取得するステップ、前記適用するステップ、及び前記比較するステップを実施するステップを備え、
前記取得するステップは、
前記適用するステップ及び前記比較するステップによって前記信号ベースのナビゲーション・システムの動作が確実に許容インテグリティ基準内で行なわれるように、前記少なくとも一組の分布データを前記信号ベースのナビゲーション・システムのリアルタイム動作から取得するステップを備える、方法。 - 請求項1に記載の方法は、
前記信号ベースのナビゲーション・システムのリアルタイム動作の間に、前記少なくとも一組の分布データを取得して、少なくとも一つのサンプル組の分布データを収集するステップを実施するステップと、
前記適用するステップ及び前記比較するステップを前記少なくとも一つのサンプル組の分布データに対して前記信号ベースのナビゲーション・システムの非リアルタイム動作で実施して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作することを立証するステップと、を備える、方法。 - 請求項1に記載の方法は、さらに、
前記少なくとも一組の分布データに対してガウス分布関数を適用して、ガウス分布限界を有する分布データの結果を生成するステップと、
前記ガウス分布限界を有する分布データの結果をインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断するステップと、を備える、方法。 - 請求項1に記載の方法は、さらに、
前記少なくとも一組の分布データに対してオーバーバウンド分布関数を適用して、オーバーバウンドされた限界を有する分布データの結果を生成するステップと、
前記オーバーバウンドされた限界を有する分布データの結果をインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断するステップと、を備える、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記少なくとも一組の分布データを取得するステップは、
複数組の分布データを生成するために、前記信号ベースのナビゲーション・システムを動作させるステップであって、各組は該当する関連インテグリティ推定値を有する、前記信号ベースのナビゲーション・システムを動作させるステップを備え、
前記積率母関数を適用するステップは、
前記複数組の分布データの各々に対して該当する関連インテグリティ推定値に基づいて、積率限界を有する該当する分布データの結果を計算するステップであって、この計算は、各組の分布データの該当するインテグリティ推定値が積率限界を有するように積率母関数に対する入力値を調整することにより行なわれる、積率限界を有する該当する分布データの結果を計算するステップを備え、
前記積率限界を有する分布データの結果をインテグリティ限度と比較するステップは、
積率限界を有する各該当する分布データの結果から積率限界を有する少なくとも一つの値が生成されることを保証するステップと、
積率限界を有する各該当する分布データの結果から許容インテグリティ基準の下方に積率限界を有する少なくとも一つの値が生成されることを保証するステップと、を備える、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記積率母関数を適用するステップは、
i) 第1条件:前記少なくとも一組の分布データにおける全ての入力分布が積率限界を有すること、
ii) 第2条件:前記少なくとも一組の分布データの各組の分布データに関連するインテグリティ推定値の自乗和平方根値が障害確率以下となること、
である第1条件及び第2条件の両方を満たすように、積率生成限界に対する入力値を選択するステップを備える、方法。 - 請求項1に記載の方法において、前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用して、積率限界を有する分布データの結果を生成するステップは、
次式で定義される、Xを変数とする積率母関数mX(t)を適用するステップを備え、
- 請求項1に記載の方法において、
前記信号ベースのナビゲーション・システムに対する少なくとも一つの誤差源が存在し、
前記信号ベースのナビゲーション・システムに対する入力を表わし、かつ前記信号ベースのナビゲーション・システムに対する該当する各誤差源について収集される複数組の分布データJiが存在し、
前記少なくとも一つの誤差源の各々が、各Jiに関連するインテグリティ限度を表わす該当する組の関連インテグリティ値
前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用するステップは、
各組の分布データの積率母関数
i) 全てのJiが(K,(α・σ2))の積率限界を有し
ii)
K及びαは前記積率生成限界に対する入力数値であり、
KLimitは臨界誤差の大きさをσ単位で定義し、
eは自然対数の底を表わし、
Pfailは前記許容インテグリティ基準の値である、方法。 - コンピュータ・システムであって、
通信インターフェイスと、
メモリと、
処理装置と、
前記通信インターフェイス、前記メモリ、及び前記処理装置を接続する相互接続機構と、を備え、
前記メモリはインテグリティ検証アプリケーションを使用して符号化され、該インテグリティ検証アプリケーションを前記処理装置上で実行すると、インテグリティ検証プロセスが生成され、信号ベースのナビゲーション・システムの動作のインテグリティを、
前記信号ベースのナビゲーション・システムが処理する情報に関連する少なくとも一組の分布データであって、各組の分布データは、一つの確率分布を表し、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関する補正情報及びインテグリティ推定情報を含み、前記確率分布の各確率は、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関連する補正の誤差の確率である、前記少なくとも一組の分布データを取得する処理と、
前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用して、積率限界を有する分布データの結果を生成する処理と、
前記積率限界を有する分布データの結果を前記少なくとも一組の分布データ内で表わされる誤差の集合の組に関連する最大値を表わすインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断する処理と
を実行することにより評価する、コンピュータ・システム。 - 請求項15に記載のコンピュータ・システムにおいて、前記積率母関数を適用するステップ及び前記積率限界を有する分布データの結果を比較するステップの両方によって、前記処理装置は畳み込み解析操作を前記分布データの組に対して実行して、その結果、前記積率母関数から積率限界を有する分布データの結果が生成されるようになり、該分布データの結果によって前記分布データの組のインテグリティ推定情報及び補正情報において表わされる誤差の組み合わせが、前記信号ベースのナビゲーション・システムから得られる前記分布データの組の全ての複合誤差を考慮したインテグリティ限度を超えないことが保証される、コンピュータ・システム。
- コンピュータ・システムであって、
通信インターフェイスと、
メモリと、
処理装置と、
前記通信インターフェイス、前記メモリ、及び前記処理装置を接続する相互接続機構と、を備え、
前記メモリはインテグリティ検証アプリケーションを使用して符号化され、該インテグリティ検証アプリケーションを前記処理装置上で実行すると、インテグリティ検証プロセスが生成され、該インテグリティ検証プロセスは前記コンピュータ・システムが信号ベースのナビゲーション・システムの動作のインテグリティを評価する手段を提供し、該手段は、
前記信号ベースのナビゲーション・システムが処理する情報に関連する少なくとも1組の分布データであって、各組の分布データは、一つの確率分布を表し、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関する補正情報及びインテグリティ推定情報を含み、前記確率分布の各確率は、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関連する補正の誤差の確率である、前記少なくとも一組の分布データを取得する手段と、
前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用して、積率限界を有する分布データの結果を生成する手段と、
前記積率限界を有する分布データの結果をインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断する手段と、を含む、コンピュータ・システム。 - 符号化されたコンピュータ・プログラム論理を含むコンピュータ可読媒体を有するコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータ・プログラム論理を、メモリ及び処理装置を接続する形で有するコンピュータ・システム上で実行すると、前記コンピュータ・システムが信号ベースのナビゲーション・システムの動作のインテグリティを評価する方法が、
前記信号ベースのナビゲーション・システムが処理する情報に関連する少なくとも1組の分布データであって、各組の分布データは、一つの確率分布を表し、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関する補正情報及びインテグリティ推定情報を含み、前記確率分布の各確率は、前記信号ベースのナビゲーション・システムのユーザの位置に関連する補正の誤差の確率である、前記少なくとも一組の分布データを取得する処理と、
前記少なくとも一組の分布データに対して積率母関数を適用して、積率限界を有する分布データの結果を生成する処理と、
前記積率限界を有する分布データの結果をインテグリティ限度と比較して、前記信号ベースのナビゲーション・システムが許容インテグリティ基準内で動作するか否かを判断する処理と、
を実施することにより提供される、コンピュータ・プログラム。
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