局域機場監測方法、裝置及系統制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種局域機場監測方法、裝置及系統，其方法包括：接收每個接收機發送的衛星數據，計算每個接收機對應的偽距校正值；任選一個接收機為偽機載用戶，計算偽機載用戶的偽距校正值定位誤差；計算偽機載用戶的監視系統定位誤差，并根據監視系統定位誤差和廣域增強系統信息播發誤差，計算得到偽機載用戶的地面監測保護級；將偽機載用戶的所有可見衛星組合的地面監測保護級與機載用戶預設的告警限值進行比較，根據比較結果輸出最佳衛星組合。本發明專利技術通過在地面的監測端對機載用戶進行偽距校正值的誤差和監視系統的誤差的計算，通過對地面監測保護級的檢測完成了對機載用戶最佳可見衛星組合的選取，減小了機載用戶的計算負擔，提高了實時性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術實施例衛星導航
，尤其涉及一種局域機場監測方法、裝 置及系統。
技術介紹
當衛星導航系統應用在民用航空方面時，通常必須滿足精度、完好性、 連續性和可用性四個性能指標。其中，精度是指在任何時間導航系統的測量 位置與真實位置的差值；完好性是指當系統無法提，導航服務時，它能夠及時發出警告或關閉的能力；連續性是指系統在整個飛行過程中提供服務能力； 可用性是指當用戶需要時，系統可能用于導航的能力。但是由于目前的衛星 導航系統通常會受到可用性衛星數目、大氣、電離層、雷云等因素的影響， 以及受到飛機的動態行為影響，無論是美國的全球定位系統(Globle Positioninng System;以下筒稱GPS ),還是俄羅斯的全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System;以下簡稱GLONASS ),都無法全面滿足以上幾 個方面的導航性能要求。因此，為了提高衛星導航系統的完整性、精度、可 用性和連續服務性，衛星導航增強系統4更形成了，它通過一些地面和衛星設 施，在選擇使用差分技術和偽衛星技術等技術的基礎上，可以提高衛星導航 系統的性能。目前的衛星導航增強系統可以劃分為三種地基增強系統、星基增強系 統和空基增強系統，其中，地基增強系統的代表是美國的局域增強系統(Local Area Augmentation System;以下筒稱LAAS)。 LAAS 4吏用的差分技術是基 于產生一個本地基準站和用戶站之間所有預計的共同性誤差的修正值，所以， LAAS只能在約20海里的"本地"范圍內發播導航修正信息，其服務空間只 包括在本區域內的機場。此外，由于受到電離層風暴的影響，LAAS的完好性得不到保證，使得LAAS的認證變得非常困難。星基增強系統的代表是美國的廣域增強系統(Wide Area Augmentation System;以下簡稱WAAS)和歐盟的歐洲全球導航重迭系統(European Geostationary Navigation Overlay Service;以下筒稱EGNOS )系統。這兩個系 統都是通過同步軌道衛星(Geostationary Orbit;以下簡稱GEO )播發校正信 息給用戶，但由于沒有進行局部的監測，使得其完好性也不能達到民航精密 進近的性能需求。空基增強系統的代表是接收機自主式完好性監測系統(Receiver Autonomous Integrity Monitoring;以下簡稱RAIM)。雖然RAIM是目前一種 筒便有效的完好性監測方法，但是RAIM方法還是存在可用性的問題。所謂 RAIM可用性就是在某些時空點，無法進行RAIM監測或者RAIM的監測結 果不能保證同時滿足虛警率和漏檢率要求。導致RAIM可用性問題的因素主 要有兩種 一是觀測衛星數目不足，RAIM需要同時至少5顆衛星才可以進 行冗余信息一致性檢驗來檢測故障，至少6顆衛星才可以進行故障識別操作。 也就是在一些時空點會出現衛星數目不足導致RAIM監測不能進行的情況， 也有稱此情況為RAIM空洞。二是幾何分布因素。在某些時空點雖然衛星數 目滿足了 RAIM的基本要求，但是衛星的幾何布局可能導致在進行完好性監 測時，對出現在某些衛星上的故障無法檢測到，結果無法保證漏檢率的要求。 因此，總體來說，RAIM方法還是不適合用來進行完好性監測。為使衛星導航的LAAS系統達到I類精密進近的性能，美國聯邦航空局 (Federal Aviation Administration;以下簡稱FAA)將其與WAAS系統聯合 后，又提出了 一種局域機場監測系統(Local Airport Monitor;以下筒稱LAM)， 其在提高衛星導航的定位精度以及各個性能的同時，消除電離層風暴對系統 的影響。但是，現有技術中的LAM系統的大部分完好性算法都需要機載用 戶自身完成，加重了用戶負擔，降低了實時性。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種局域機場監測方法、裝置及系統，用以解決現有技術中的LAM系統的大部分完好性算法都需要機栽用戶自身完成，加重了 用戶負擔、降低了實用性的缺陷，提高局域機場監測方法及系統的性能。 本專利技術實施例提供一種局域機場監測方法，包括獲取每個接收機本身的接收機信息以及接收機從導航衛星接收的衛星數 據，利用廣域增強系統播發的增強信息、載波相位觀測值和對流層誤差模型 對所述衛星數據中的偽距信息進行校正，得到每個接收機對應的每顆衛星的 偽距校正值，所述接收機信息包括接收機對應的可見衛星的衛星仰角值、接 收機與其可見衛星之間的真實距離以及每個接收機的可見衛星數目；任選一個接收機為偽機載用戶，根據所述偽機載用戶的所述接收機信息 和機載用戶預設的連續性需求值，利用偽距域到定位域的轉換矩陣計算得到 所述偽機載用戶的偽距校正值定位誤差，并從所述偽距校正值定位誤差中提 取出所述偽機栽用戶的廣域增強系統信息播發定位誤差；根據所述偽機載用戶的所述接收機信息和系統預設的完好性風險值，利 用所述偽距域到定位域的轉換矩陣計算得到所述偽機載用戶的監視系統定位 誤差，并將所述監視系統定位誤差和所述廣域增強系統信息播發誤差之和進 行理想包絡值的計算，得到所述偽機載用戶的地面監測保護級，所述監視系 統定位誤差包括由機載用戶的熱噪聲和機身多徑引起的定位誤差、由監測中 心上空的電離層引起的定位誤差和監測中心上空的對流層引起的定位誤差；將所述偽機載用戶的所有可見衛星組合的地面監測保護級依次與機載用 戶預設的告警限值進行比較，若所述可見衛星組合的地面監測保護級小于所 述告警限值，則將包含衛星數目最多的可見衛星組合和該可見衛星組合中每 顆可見衛星的偽距校正值發送給所述機載用戶。本專利技術實施例提供一種局域機場監測裝置，包括第一計算模塊，用于獲取每個接收機本身的接收機信息以及接收機從導航衛星接收的衛星數據，利用廣域增強系統播發的增強信息、載波相位觀測 值和對流層誤差模型對所述衛星數據中的偽距信息進行校正，得到每個接收 機對應的每顆衛星的偽距校正值，所述接收機信息包括接收機對應的可見衛 星的衛星仰角值、接收機與其可見衛星之間的真實距離以及每個接收機的可見衛星數目；第二計算模塊，與所述第一計算模塊連接，用于任選一個接收機為偽機 載用戶，根據所述偽機載用戶的所述接收機信息和機載用戶預設的連續性需 求值，利用偽距域到定位域的轉換矩陣計算得到所述偽機載用戶的偽距校正 值定位誤差，并從所述偽距校正值定位誤差中提取出所述偽機載用戶的廣域 增強系統信息播發定位誤差；第三計算模塊，與所述第二計算模塊連接，用于根據所述偽機載用戶的 所述接收機信息和系統預設的完好性風險值，利用所述偽距域到定位域的轉 換矩陣計算得到所述偽機載用戶的監視系統定位誤差，并將所述監視系統定 位誤差和所述廣域增強系統信息播發誤差之和進行理想包絡值的計算，得到 所述偽機載用戶的地面監測保護級，所述監視系統定位誤差包括由機載用戶 的熱噪聲和機身多徑引起的定位誤差、由監測中心上空的電離層引起的定位誤差和監測中心上空的對流層引起的定位誤差；判決模塊，與所述第一計算模塊連接，用于將所述偽機載用戶的所有可 見衛星組合的地面監測保護級依次與機載用戶預設的告警限值進行比較，若 所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種局域機場監測方法，其特征在于，包括：　獲取每個接收機本身的接收機信息以及接收機從導航衛星接收的衛星數據，利用廣域增強系統播發的增強信息、載波相位觀測值和對流層誤差模型對所述衛星數據中的偽距信息進行校正，得到每個接收機對應的每顆衛星 的偽距校正值，所述接收機信息包括接收機對應的可見衛星的衛星仰角值、接收機與其可見衛星之間的真實距離以及每個接收機的可見衛星數目；　任選一個接收機為偽機載用戶，根據所述偽機載用戶的所述接收機信息和機載用戶預設的連續性需求值，利用偽距域到 定位域的轉換矩陣計算得到所述偽機載用戶的偽距校正值定位誤差，并從所述偽距校正值定位誤差中提取出所述偽機載用戶的廣域增強系統信息播發定位誤差；　根據所述偽機載用戶的所述接收機信息和系統預設的完好性風險值，利用所述偽距域到定位域的轉換矩陣 計算得到所述偽機載用戶的監視系統定位誤差，并將所述監視系統定位誤差和所述廣域增強系統信息播發誤差之和進行理想包絡值的計算，得到所述偽機載用戶的地面監測保護級，所述監視系統定位誤差包括由機載用戶的熱噪聲和機身多徑引起的定位誤差、由監測中心上空的電離層引起的定位誤差和監測中心上空的對流層引起的定位誤差；　將所述偽機載用戶的所有可見衛星組合的地面監測保護級依次與機載用戶預設的告警限值進行比較，若所述可見衛星組合的地面監測保護級小于所述告警限值，則將包含衛星數目最多的可見衛星組 合和該可見衛星組合中每顆可見衛星的偽距校正值發送給所述機載用戶。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張軍，朱衍波，王志鵬，薛瑞，李銳，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]