論文の概要: Incremental-Smoothing-Based ARAIM Protection Levels for Tightly Coupled GNSS/IMU Integration in Urban Canyons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.32259v1
• Date: Fri, 23 Oct 2026 07:15:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-27 01:38:06.417219
• Title: Incremental-Smoothing-Based ARAIM Protection Levels for Tightly Coupled GNSS/IMU Integration in Urban Canyons
• Title（参考訳）: 都市キャニオンにおける厳密結合型GNSS/IMU統合のための増分平滑化型ARAIM保護レベル
• Abstract要約: 保護レベル(PL)は、特定の断層仮説とリスク予算の下で位置誤差を限定する。 本稿では,FGO後部における解分離とPLAIMを定式化する。 2つの道路実験により,PL-valid epochs 上での水平および垂直の実証的境界が達成された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.92974337901767
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Protection levels (PLs) bound position errors under specified fault hypotheses and risk budgets, but advanced re-ceiver autonomous integrity monitoring (ARAIM) is formulated for snapshot GNSS estimation rather than the correlated poste-rior of tightly coupled GNSS/IMU factor graph optimization (FGO). This paper formulates ARAIM solution separation and PL computation on the FGO posterior. Because current-epoch pseudorange factors enter only the current-state block of the fixed-lag information matrix, the fault-excluded position covari-ance, solution separation, and nominal-bias propagation follow exactly from the linearized current-state marginal, which re-tains correlations with velocity, IMU-bias, and clock states and with historical information. Woodbury updates with selected-output evaluation compute these quantities for fault-free, single-satellite, constellation-wide, and second-order hypotheses with-out repeated full-state inversion or graph re-optimization. Sur-rounding monitoring layers screen measurements, handle post-fit outliers, and determine PL validity and availability. In two road experiments, both nominal sequences achieve 100% hori-zontal and vertical empirical bounding over PL-valid epochs, with a maximum error-to-PL ratio of 0.96. Normalized errors show that the posterior covariance alone does not capture slowly varying ranging biases: a covariance-only bound computed from the same posteriors retains no resolvable margin, and strong temporal correlation limits the empirical evidence to consisten-cy checks rather than validation of the integrity budget. On identical Experiment A posteriors, the proposed method reduces fault-hypothesis evaluation and PL solving time by 65.2% rela-tive to direct full-state inversion with matching integrity deci-sions, and controlled fault injections demonstrate fail-safe PL invalidation while navigation continues.
• Abstract（参考訳）: 特定の断層仮説とリスク予算の下での保護レベル(PL)境界位置誤差は、厳密な結合GNSS/IMU因子グラフ最適化(FGO)の相関関係よりも、スナップショットGNSS推定のために、先進的な再受信自律整合性監視(ARAIM)が定式化されている。 本稿では, FGO後部におけるARAIM溶液分離とPL計算を定式化する。 固定ラグ情報行列の現在の状態ブロックのみに現在の擬似乱れ因子が入るため、断層除去された位置コヴァリアンス、解離、名目バイアス伝播は、速度、IMUバイアス、時計状態と履歴情報との相関を保った線形化電流境界から正確に従う。 ウッドベリーの更新は、選択出力評価によるこれらの量の計算を、故障のない、単一衛星、星座全体、および2階仮説に対して繰り返し完全状態反転またはグラフ再最適化で行う。 監視対象の監視レイヤの画面測定、適合後のアウトレイラの処理、PLの有効性と可用性の判断。 2つの道路実験において, PL-validエポック上での水平および垂直の実証的な境界は, 最大誤差対PL比0.96で達成される。 正規化誤差は、後部共分散のみがゆっくりと変化する様々なバイアスを捉えないことを示している:同じ後部から計算された共分散のみの有界は、解決可能なマージンを保たず、強い時間的相関は、完全性予算の検証よりも、経験的証拠を構成的チェックに制限する。 同一実験A後部において,提案手法は,完全状態逆転と整合度を一致させるために65.2%の遅延時間で故障補綴評価およびPL解法時間を短縮し,制御された故障注入は,ナビゲーションが継続する間にフェールセーフPLの無効化を証明した。

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