呂浩源,張輝,龐春雷,曹海霞,柯益明

(空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院,西安 710077)

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衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)地面站完好性監(jiān)測(cè)研究綜述

呂浩源,張輝,龐春雷,曹海霞,柯益明

(空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院,西安 710077)

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軍民航空領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,為有效保障航空安全,對(duì)其進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。完好性監(jiān)測(cè)可分為接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)和地面站完好性監(jiān)測(cè)。地面站完好性監(jiān)測(cè)是衛(wèi)星導(dǎo)航著陸完好性監(jiān)測(cè)的主要手段;是研究衛(wèi)星導(dǎo)航著陸的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng),分析了國(guó)內(nèi)外地面站完好性監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀,指出了現(xiàn)階段地面站完好性監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題,并針對(duì)問(wèn)題探討了發(fā)展趨勢(shì)和研究方向。

衛(wèi)星導(dǎo)航;著陸;地面站完好性監(jiān)測(cè);多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)

0　引　言

衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)具有全天候、全覆蓋和高精度等[1]優(yōu)點(diǎn),相對(duì)于傳統(tǒng)著陸引導(dǎo)系統(tǒng)還具有受場(chǎng)地影響小、可以靈活設(shè)定終端進(jìn)近航徑等優(yōu)勢(shì)[2],是飛行器精密進(jìn)近著陸領(lǐng)域新的發(fā)展方向。完好性是衡量衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一[3-4],提高完好性監(jiān)測(cè)水平,為精密進(jìn)近著陸提供連續(xù)有效、安全可靠的著陸數(shù)據(jù),對(duì)于提高進(jìn)場(chǎng)著陸安全和機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率具有重要意義。

完好性是指當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差超過(guò)允許限值不能勝任規(guī)定的導(dǎo)航工作時(shí),系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警,通知用戶或終止此信號(hào)的功能[3],它是保障飛行安全的關(guān)鍵。受衛(wèi)星星歷、星鐘誤差[5-6]、電離層[7]和對(duì)流層延遲,以及多徑[8-9]和接收機(jī)熱噪聲[10]影響,飛機(jī)使用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所估計(jì)的位置誤差可能超出空域監(jiān)視所容許的范圍,而飛機(jī)對(duì)該誤差超限又存在盲視問(wèn)題,即定位完好問(wèn)題[11-12];此外,由于衛(wèi)星信號(hào)脆弱和抗干擾能力差等原因,有必要對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行完好性監(jiān)測(cè)。完好性監(jiān)測(cè)包括地面站完好性監(jiān)測(cè)和用戶端自主完好性監(jiān)測(cè)[13],相比于用戶端自主完好性監(jiān)測(cè),地面站完好性監(jiān)測(cè)具有自身特有的優(yōu)勢(shì),這主要是因?yàn)榈孛嬲颈O(jiān)視設(shè)備基準(zhǔn)站的位置精確已知,可以利用其信息迅速判定可視衛(wèi)星是否能夠用于導(dǎo)航,而且監(jiān)測(cè)站還可以使用無(wú)碼雙頻接收機(jī)有效的消除電離層延遲[12],通過(guò)對(duì)故障閾值的監(jiān)測(cè)和分析可以迅速的監(jiān)測(cè)超差衛(wèi)星和故障基準(zhǔn)站。現(xiàn)階段衛(wèi)星導(dǎo)航的完好性指標(biāo)可以較好的滿足航路段的導(dǎo)航需求,但無(wú)法滿足完好性指標(biāo)要求更高的精密進(jìn)近階段。

本文結(jié)合衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)介紹了地面站完好性監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)狀,分析目前存在的問(wèn)題,并基于此,展望了地面站完好性監(jiān)測(cè)及其關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

1　衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)和地面站完好性監(jiān)測(cè)

1.1衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)

衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)[14]是基于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的飛機(jī)進(jìn)近著陸引導(dǎo)系統(tǒng),它由空間段、地面段、機(jī)載段以及監(jiān)控段組成,空間段由GNSS空間衛(wèi)星組成;地面段由基準(zhǔn)接收機(jī)、地面處理站以及VDB處理設(shè)備組成;機(jī)載段由機(jī)載接收機(jī)、飛行控制及顯示設(shè)備組成;監(jiān)控段由系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備組成。

現(xiàn)階段衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)大多基于差分定位技術(shù)。基本的差分系統(tǒng)[1]就是在一個(gè)已經(jīng)測(cè)定的點(diǎn)上安裝接收機(jī)作為基準(zhǔn)站,它連續(xù)的接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào),經(jīng)過(guò)處理得到實(shí)時(shí)的位置數(shù)據(jù),將它與已知數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,不斷確定當(dāng)前誤差,產(chǎn)生精確的修正值,然后將這些校正數(shù)據(jù)送至機(jī)載接收機(jī),以便利用這些數(shù)據(jù)來(lái)修正飛機(jī)的定位數(shù)據(jù),從而提高定位精度和完好性監(jiān)測(cè)水平，如圖1所示。

圖1　衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)示意圖

1.2地面站完好性監(jiān)測(cè)

地面站完好性監(jiān)測(cè)主要是通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站來(lái)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的狀況,利用局域差分技術(shù)提高定位精度,確保廣播給用戶的誤差修正數(shù)不包含危險(xiǎn)誤導(dǎo)信息[15]。地面站完好性監(jiān)測(cè)提供的完好性信息輔助機(jī)載接收端計(jì)算出水平誤差和垂直誤差的保護(hù)極限,給出定位結(jié)果的可靠性;同時(shí)通過(guò)對(duì)系統(tǒng)自身各部分進(jìn)行監(jiān)測(cè),可有效的監(jiān)測(cè)并排除故障。

地面站完好性監(jiān)測(cè)存在的故障主要分為衛(wèi)星故障和基準(zhǔn)站故障,據(jù)ICAO于2007年制定的民用航空基于性能導(dǎo)航的路線圖計(jì)劃,基于GNSS的民用航空導(dǎo)航完好性監(jiān)測(cè)必須至少能夠支持APV及以上等級(jí)所需導(dǎo)航性能要求[16],而僅依靠接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)是難以滿足要求的[17]。采用高精度的外部輔助導(dǎo)航器件,如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與GNSS組合形成機(jī)載增強(qiáng)系統(tǒng)ABAS,但慣導(dǎo)的引入將增加監(jiān)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)源,同時(shí)增加機(jī)載設(shè)備將增加飛行器的能源消耗,與基于性能導(dǎo)航改善環(huán)境的初衷是相違背的[16]。由于進(jìn)近著陸是飛行中極為關(guān)鍵的階段,對(duì)系統(tǒng)的完好性有著極高要求,所以開展地面站完好性監(jiān)測(cè)具有十分重要的研究?jī)r(jià)值。

2　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

2.1國(guó)外地面站完好性監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

1993年Stanford大學(xué)初步建立了完整的地面站完好性監(jiān)測(cè)功能模塊和復(fù)雜的故障處理邏輯,但只能滿足CAT I的完好性要求。90年代中期MITRE公司的研究人員提出了基于偽距域和定位域[18]兩種不同的監(jiān)測(cè)方法,但這兩種方法也只能滿足CAT I類完好性要求。之后Swider又提出了利用多路徑抑制天線、設(shè)置機(jī)場(chǎng)偽衛(wèi)星和基于偽距域向位置域轉(zhuǎn)化的完好性監(jiān)測(cè)算法[19],來(lái)進(jìn)一步提高精密進(jìn)近的完好性監(jiān)測(cè)水平,并且提出了通過(guò)模塊化地面設(shè)備的方法來(lái)初步實(shí)現(xiàn)滿足CAT IIIb完好性監(jiān)測(cè)的假設(shè)。2003年Lee Jiyun研究了LAAS定位域監(jiān)測(cè)技術(shù)[20],將LAAS的保護(hù)水平性能提高到滿足CAT II的要求。2004年文獻(xiàn)[21]為實(shí)現(xiàn)更加優(yōu)化的機(jī)場(chǎng)完好性監(jiān)測(cè),提出用累積和的方法檢測(cè)電離層延遲梯度的影響,通過(guò)聯(lián)合監(jiān)測(cè)的方法快速檢測(cè)故障,并且在此基礎(chǔ)上提出了通過(guò)增加地面設(shè)備和改進(jìn)完好性監(jiān)測(cè)算法兩個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)CAT III完好性監(jiān)測(cè)的假設(shè)。近年來(lái),完好性監(jiān)測(cè)研究主要集中在消除星歷誤差[6]、電離層異動(dòng)[7]、消除故障相關(guān)性影響[22]等方面。

2.2國(guó)內(nèi)地面站完好性監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)高校和科研院所也針對(duì)衛(wèi)星著陸系統(tǒng)的特點(diǎn)不斷開展其完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。文獻(xiàn)[23]對(duì)多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)算法進(jìn)行了研究,分析了衛(wèi)星仰角對(duì)B值的影響,并針對(duì)該因素設(shè)計(jì)了故障檢測(cè)閾值;文獻(xiàn)[24]分析了電離層暴和電離層閃爍對(duì)完好性監(jiān)測(cè)的影響,通過(guò)雙頻技術(shù)來(lái)消除電離層暴影響,針對(duì)電離層閃爍問(wèn)題,分別從接收機(jī)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)。文獻(xiàn)[25]重點(diǎn)分析了多路徑對(duì)完好性監(jiān)測(cè)的影響,提出了GPS局域增強(qiáng)系統(tǒng)基準(zhǔn)站多路徑抑制消除技術(shù),避免飛機(jī)機(jī)身和地面物體反射信號(hào)所引起的多路徑效應(yīng),提高了完好性監(jiān)測(cè)水平和進(jìn)場(chǎng)安全。

北京航空航天大學(xué)王志鵬分別提出了行列判斷法和C值輔助法兩種基于偽距修正量誤差的地面站完好性監(jiān)測(cè)算法,有效的區(qū)分了故障的類型[26],之后提出的多接收機(jī)局域機(jī)場(chǎng)監(jiān)視系統(tǒng)的完好性算法[27]有效改善了系統(tǒng)的性能和完好性指標(biāo)。哈爾濱工程大學(xué)的相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)在地面站完好性監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得了一定進(jìn)展,在分析差分修正誤差的基礎(chǔ)上,提出了新的差分修正誤差標(biāo)準(zhǔn)差膨脹算法,提高了空間信號(hào)可用性水平[28];此外,還提出了將接收機(jī)完好性監(jiān)測(cè)和地面站完好性監(jiān)測(cè)相結(jié)合的研究思路,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法能初步滿足CAT II完好性要求[29]?；谔岣邆尉鄿y(cè)量精度，空軍工程大學(xué)提出了基于自適應(yīng)Kalman濾波的故障檢測(cè)算法,提高了基準(zhǔn)站的監(jiān)測(cè)能力,能有效地監(jiān)測(cè)并排除系統(tǒng)故障[30]。

目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)衛(wèi)星導(dǎo)航著陸滿足CAT III完好性指標(biāo)要求的報(bào)道較少,主要原因是大部分研究是基于偽距域的多基準(zhǔn)一致性監(jiān)測(cè),這種算法的觀測(cè)量選取過(guò)于單一,而且多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)不同故障存在相關(guān)性干擾,增加故障隔離難度,將降低完好性監(jiān)測(cè)水平,有必要多角度的選取觀測(cè)量和創(chuàng)新現(xiàn)有的完好性監(jiān)測(cè)算法。此外,傳統(tǒng)播發(fā)差分修正量誤差標(biāo)準(zhǔn)差時(shí),均假設(shè)差分修正量誤差滿足零均值的高斯分布,但由于受多徑效應(yīng)[8-9]、衛(wèi)星故障[31]和接收機(jī)熱噪聲影響[10],修正誤差不僅包含高斯型誤差,而且還包含非高斯型和非零均值誤差,這將會(huì)造成用戶端的保護(hù)水平大于保護(hù)門限,降低系統(tǒng)可用性水平,使得完好性指標(biāo)難以滿足精密進(jìn)近CAT III所需的導(dǎo)航性能要求。

3　發(fā)展趨勢(shì)

隨著各國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的競(jìng)相發(fā)展,著眼不斷提高衛(wèi)星著陸導(dǎo)航精度和完好性監(jiān)測(cè)服務(wù)水平。總體來(lái)說(shuō),其發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方面:

1) 提高衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度

在精密進(jìn)近著陸期間,隨著與著陸點(diǎn)距離的減小,對(duì)要求導(dǎo)航性能(RNP)的參數(shù)要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)單純依靠載波相位平滑偽距所得到的測(cè)量精度是有限的,這間接制約了差分信息的準(zhǔn)確性,降低了飛機(jī)著陸的可靠性。利用載波相位差分技術(shù)可有效的提高定位精度,從而減少差分信息中接收機(jī)的相關(guān)誤差,提高機(jī)載接收機(jī)接收數(shù)據(jù)的可用性水平。

2) 提高衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)與其它著陸引導(dǎo)系統(tǒng)的兼容性

通過(guò)提高與其它著陸引導(dǎo)系統(tǒng)的兼容性,針對(duì)不同的狀況選取不同著陸引導(dǎo)方式,建立備份著陸引導(dǎo)系統(tǒng),提高著陸引導(dǎo)系統(tǒng)可靠性。由于現(xiàn)階段大部分機(jī)場(chǎng)已經(jīng)安裝了MLS和ILS著陸系統(tǒng),構(gòu)建靈活的多系統(tǒng)保障機(jī)制將為飛機(jī)著陸提供更多可用的數(shù)據(jù),同時(shí)兼容其它系統(tǒng)將有效改善衛(wèi)星失鎖情況下的著陸能力,提高系統(tǒng)連續(xù)工作能力。

3) 加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)可用性水平分析研究

傳統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)空間信號(hào)完好性監(jiān)測(cè)均假設(shè)廣播修正值誤差服從零均值高斯分布。然而近年研究發(fā)現(xiàn),受接收機(jī)噪聲、多徑效應(yīng)和各參考站之間相關(guān)性的影響,修正誤差不僅包含高斯型誤差,且包含非零均值誤差和非高斯誤差,有必要研究此類誤差對(duì)系統(tǒng)可用性的影響。

4) 完好性監(jiān)測(cè)算法的創(chuàng)新和改進(jìn)

現(xiàn)階段衛(wèi)星著陸系統(tǒng)多采用多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)[23],該算法一定程度上制約了完好性監(jiān)測(cè)水平的提高,可從觀測(cè)量選取和算法創(chuàng)新兩方面提高完好性監(jiān)測(cè)能力。觀測(cè)量可由傳統(tǒng)基于偽距域的差分修正向基于位置域的差分修正轉(zhuǎn)變,同時(shí)也可選取不同類型衛(wèi)星、不同幾何分布衛(wèi)星進(jìn)行多基準(zhǔn)一致性檢測(cè)?？蓛?yōu)化基準(zhǔn)站布局,引入機(jī)場(chǎng)偽衛(wèi)星等手段提高觀測(cè)數(shù)據(jù)冗余量和精度,創(chuàng)新完好性監(jiān)測(cè)算法,針對(duì)不同觀測(cè)量選取更加合理的完好性監(jiān)測(cè)算法,可考慮通過(guò)引入比例因子合理的控制被監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各部分的完好性風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)多角度分析數(shù)據(jù)改進(jìn)算法,針對(duì)不同情況設(shè)定自適應(yīng)的監(jiān)控閾值,得到更加科學(xué)的地面站完好性監(jiān)測(cè)算法。

4　未來(lái)研究方向展望

縱觀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在定位精度逐漸滿足精密進(jìn)近各階段要求后,完好性監(jiān)測(cè)指標(biāo)將成為影響衛(wèi)星導(dǎo)航精密進(jìn)近著陸的主要因素?？梢灶A(yù)見未來(lái)幾年的研究重點(diǎn)將圍繞衛(wèi)星著陸系統(tǒng)完好性監(jiān)測(cè)展開,集中在以下幾個(gè)方面:多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融合的完好性監(jiān)測(cè)研究;基于北斗衛(wèi)星著陸系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)完好性監(jiān)測(cè)研究;強(qiáng)干擾及惡劣環(huán)境下的衛(wèi)星著陸完好性監(jiān)測(cè)研究。另外,多學(xué)科交叉,多種理論應(yīng)用的地面站完好性監(jiān)測(cè)將發(fā)揮重大作用。

1) 多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)融合的完好性監(jiān)測(cè)研究

隨著GPS、GLONASS現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和BDS、GALILEO系統(tǒng)建設(shè)的順利進(jìn)行,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容與互操作性已成為全球范圍內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的研究熱點(diǎn),各國(guó)學(xué)者普遍認(rèn)為,多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)兼容是提高導(dǎo)航定位性能的重要途徑。在不久的將來(lái),全球?qū)⒂兴奶仔l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),在同一地點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)同時(shí)覆蓋。由于多系統(tǒng)聯(lián)合定位具有可用衛(wèi)星數(shù)量多、覆蓋好、定位精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)將采用多系統(tǒng)聯(lián)合定位的工作模式。

采用多種模式、多頻點(diǎn)的接收機(jī)可以大幅度提高可視衛(wèi)星數(shù)目,改善衛(wèi)星星座的分布,進(jìn)一步提高接收機(jī)的定位精度,在提高硬件工作水平的同時(shí)，還應(yīng)創(chuàng)新現(xiàn)有算法，建立多系統(tǒng)聯(lián)合的完好性監(jiān)測(cè)算法，可以根據(jù)不同算法的特點(diǎn)，開展基于定位域和偽距域融合的完好性監(jiān)測(cè)算法，輔助設(shè)計(jì)更加合理的故障檢測(cè)閾值，從而有效改善系統(tǒng)完好性監(jiān)測(cè)水平。在提高硬件工作水平的同時(shí),還應(yīng)創(chuàng)新現(xiàn)有算法,建立多系統(tǒng)聯(lián)合的完好性監(jiān)測(cè)算法,可以根據(jù)不同算法的特點(diǎn),開展基于定位域和偽距域融合的完好性監(jiān)測(cè)算法,輔助設(shè)計(jì)更加合理的故障檢測(cè)閾值,從而有效改善系統(tǒng)完好性監(jiān)測(cè)水平。

2) 基于北斗衛(wèi)星著陸系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)完好性監(jiān)測(cè)研究

2013年,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)[32]空間信號(hào)接口控制文件和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)公開服務(wù)性能規(guī)范發(fā)布后,北斗系統(tǒng)星座和空間信號(hào)性能得到了統(tǒng)一規(guī)范[33],北斗衛(wèi)星系統(tǒng)將進(jìn)入發(fā)展的黃金時(shí)期。基于此,結(jié)合北斗系統(tǒng)異質(zhì)星座[34]的特點(diǎn)對(duì)其完好性進(jìn)行研究顯得尤為重要,要建立一套完全自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航著陸體系。要在研究分析國(guó)外衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)的系統(tǒng)級(jí)的完好性監(jiān)測(cè),有效提升北斗系統(tǒng)的飛行保障能力,建立我國(guó)自主的局域增強(qiáng)系統(tǒng)(LAAS)和廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS);此外還應(yīng)加強(qiáng)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)(RAIM)和地面站完好性監(jiān)測(cè)的融合,在提高定位精度的基礎(chǔ)上,最大限度的提高完好性監(jiān)測(cè)水平。

3) 強(qiáng)干擾及惡劣環(huán)境下的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航著陸完好性監(jiān)測(cè)研究

抗干擾能力弱是所有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶段最大的弱點(diǎn),由于電磁環(huán)境的日趨惡化和建筑物帶來(lái)的多徑影響日趨嚴(yán)重,面對(duì)可能存在的電磁干擾,開展強(qiáng)干擾及惡劣電磁環(huán)境下的完好性監(jiān)測(cè)研究是十分有意義的。在下一代GPS衛(wèi)星中將采用新的信號(hào)體制和點(diǎn)波束技術(shù)提高信號(hào)強(qiáng)度;GLONASS則通過(guò)發(fā)射新衛(wèi)星和改造地面控制段提高抗干擾水平;Galileo采用的PRS信號(hào)在衛(wèi)星發(fā)射后是可以改變的,也將有效的提高抗干擾能力。2020年,我國(guó)的北斗系統(tǒng)將提供全球?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)。由于無(wú)法像GPS系統(tǒng)一樣進(jìn)行全球布站,也就無(wú)法有效的建立布局合理的全球衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站,這將極大影響北斗導(dǎo)航系統(tǒng)自身的完好性。針對(duì)現(xiàn)階段機(jī)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境、無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程偵察作戰(zhàn)和海外救援等復(fù)雜任務(wù),要求建立一種抗干擾、可便攜投放、易架設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng),該系統(tǒng)應(yīng)該具有復(fù)雜電磁環(huán)境下的著陸引導(dǎo)能力,因此加強(qiáng)惡劣電磁環(huán)境下北斗衛(wèi)星導(dǎo)航著陸系統(tǒng)完好性監(jiān)測(cè)研究是十分有必要的。

此外,還應(yīng)在研究空間信號(hào)的基礎(chǔ)上,針對(duì)的建立非高斯、非零均值信號(hào)的膨脹模型,降低系統(tǒng)的誤警率,提高系統(tǒng)的可用性水平。

5　結(jié)束語(yǔ)

隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和軍民航空的迅速發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航著陸將成為我國(guó)未來(lái)精密進(jìn)近著陸發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航著陸的研究將有效的指引我國(guó)未來(lái)北斗衛(wèi)星著陸系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展。完好性研究將繼續(xù)成為衛(wèi)星導(dǎo)航著陸領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

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Review and Prospect of GNSS-Based Landing System Integrity Monitoring

Lü Haoyuan,ZHANG Hui,PANG Chunlei,CAO Haixia, KE Yiming

(Schoolofinformationandnavigation,AirForceEngineeringUniversity,Xi′an710077,China)

With the rapid development of satellite navigation system in military and civilian aviation navigation, integrity monitoring is more important for guaranteeing the safety of flight. Integrity monitoring mainly include RAIM(receiver autonomous integrity monitoring) and ground station integrity monitoring. Ground station integrity monitoring is one of the major methods in precision approach landing and is also the hot research issue in satellite navigation. Combined GNSS-Based landing system, this paper analysis the research status of ground station integrity and point out the existing problem, finally discuss the new trends and future research directions.

Satellite navigation; landing; ground station integrity monitoring; multiple reference consistency check

2015-12-18

國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):61273049)

V249.3

A

1008-9268(2016)03-0029-06

呂浩源(1991-),男,吉林集安人,碩士生,主要從事衛(wèi)星導(dǎo)航完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。

張輝(1974-),男,陜西西安人,副教授,主要從事衛(wèi)星導(dǎo)航完好性監(jiān)測(cè)技術(shù)及飛行校驗(yàn)研究。

龐春雷(1986-),男,安徽阜陽(yáng)人,講師,主要從事衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)定及衛(wèi)星導(dǎo)航著陸研究。

曹海霞(1984-),女,山東鄆城人,講師,主要從事精密進(jìn)近著陸研究。

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2016.03.007

聯(lián)系人： 呂浩源 E-mail: 759874434@qq.com