【摘 要】
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为了提升中国在导航定位领域的国际竞争力,避免个别国家对卫星导航系统的垄断局势以及提高全球导航定位的可靠性,我国自主研制了北斗卫星导航系统(BDS)。星基增强系统(SBAS)
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为了提升中国在导航定位领域的国际竞争力,避免个别国家对卫星导航系统的垄断局势以及提高全球导航定位的可靠性,我国自主研制了北斗卫星导航系统(BDS)。星基增强系统(SBAS)作为北斗卫星导航系统的辅助增强系统,对于系统的精度、完好性等性能具有明显的提升作用,因此目前被广泛的应用于民用航空领域。本文基于北斗卫星导航系统对星基增强系统机载端完好性监测技术进行了一系列的理论知识探讨和算法仿真分析,主要的科研工作和成果为:1.介绍了星基增强系统的整体结构,具体说明了系统的空间部分、地面部分和用户部分三个组成部分各自在系统中发挥的作用,阐述了北斗星基增强系统的工作原理及特点。2.概述了星基增强系统机载端完好性监测相关参数的基本概念和北斗系统的完好性指标,介绍了故障卫星假设下星基增强系统完好性监测的基本原理,分析了民用航空对不同飞行进近阶段的导航性能需求。3.讨论了北斗星基增强系统在信号传播过程中主要误差,对各个误差修正的模型和算法进行了详细说明,对于信号影响最大的电离层延迟误差,着重探究了采用格网模型修正电离层延迟的算法,针对格网模型中格网点延迟值解算穿透点延迟值所采用的内插法做了一系列改进,采用分片线性插值计算的穿透点垂直延迟值比四点内插法的修正效果更接近真实延迟值。4.研究了星基增强系统机载端完好性监测的相关算法,具体说明了星基增强系统的UDRE、RURA和GIVE三个完好性参数的计算方法,并对多星座SBAS的性能进行了分析,根据北斗卫星导航系统服务标准的要求对故障卫星假设下不同星座SBAS完好性监测的影响进行探究和仿真。采用基于多方向最大斜率(MMS)的机载端完好性监测算法,分别模拟了BDS和GPS单星座以及BDS+GPS组合星座存在单故障和多故障卫星情况下的垂直保护级(VPL),并参照不同飞行进近阶段导航性能需求的垂直保护限值(VAL),分析系统的完好性性能。
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