支持垂直引导进近的多星座RAIM算法

为了充分利用未来的全球导航卫星系统(GNSS)中多星座多频点的卫星信号,使接收机自主完好性监测(RAIM)技术能够用于垂直引导进近(APV)飞行阶段,提出了一种基于双星故障假设的多星座RAIM算法。算法将全部可见卫星分为3组,分别计算定位解,对3个分组定位解加权平均作为最终的定位解,通过迭代寻找最优加权因子,使得在满足定位精度要求的前提下极大化算法的可用性。仿真结果表明:该算法能够以100%的可用性支持APV-Ⅰ飞行阶段,以高于99%的可用性支持APV-Ⅱ飞行阶段。     

反导装备维修体制的Monte-Carlo仿真

定义反导装备在不同维修体制下的战备完好性，介绍战备完好率的计算方法。构建装备维修延误时间模型，以维修延误时间作为衡量维修体制对战备完好性影响的标准。利用Monte-Carlo方法对模型进行仿真，得到规定战备完好率下不同维修体制对维修延误时间的要求。对MTBF和MTTR进行敏感性分析，验证确定的参数变化范围是合理的。仿真结果表明：2级维修体制在提高反导装备的战备完好性方面更具有优越性，该结论可以为反导装备维修体制的建立提供建议和参考。     

基于GNSS的列车定位信号完好性提高方法（英文）

全球导航卫星系统(GNSS)应用于铁路领域,能够为列车运行控制系统提供实时的位置信息。同时列车定位应当满足一定的安全标准,因此如何提高基于GNSS列车定位的完好性就显得尤为重要。首先,介绍了目前传统的列车定位方式和应用方法;其次,基于D-S证据理论和列车轨道卫星数据库提出了一种新的提高列车定位完好性的方法。最后,通过仿真和实验验证表明:该方法对GNSS在铁路领域的应用具有重要的参考价值。     

单差载波相位自主完好性监测算法

应用载波相位差分定位时,由于多路径误差、卫星信号遮挡、卫星故障等原因,易造成载波相位测量值发生偏差和周跳,因此必须进行完好性监测。研究了利用单差载波相位测量值进行载波相位完好性监测的方法,固定整周模糊度值之后,利用最小二乘残差构造检验统计量,根据虚警概率和观测到卫星个数设定门限值,对单差载波相位测量值进行监测。分析了垂直保护级和漏警概率、卫星个数的关系。实验结果表明,虚警概率取为10-7/历元时,算法能有效检测测量偏差,对小至0.4周的偏差,比原有算法检测能力较强;漏警概率取为10-6/历元,垂直告警限值取为1.1m时算法满足可用性要求,增加1颗观测卫星能使垂直保护级降低约2cm。     

GBAS中基于导航星监测的B值修正算法

GBAS推动了空中交通管理系统由路基导航向星基导航过渡,其中多参考一致性检测(MRCC)的B值是GBAS地面完好性检测的核心算法.本文提出基于导航星监测的B值修正算法,通过定义卫星伪距修正量误差估计值S值对导航星监测,利用高斯膨胀-Shewhat法推导S示警阈值,结合S值检测并标记故障卫星,形成新的可用卫星集合,避免由于B值无法有效反映具有较大偏差的卫星伪距修正量的误差估计而造成MRCC执行逻辑对接收机的整体剔除,对B值形成修正作用.实验证明,新算法可有效监测卫星故障,修正B值,提高M RCC监测能力并提高系统可用性.     

基于多接收机的本地监测系统监测算法研究

本地监测系统可以增强卫星导航系统的性能以满足航空用户的需求。针对目前单接收机本地监测系统在进近着陆应用中各导航性能存在的不足,提出了一种基于多接收机的本地监测系统完好性监测算法。该算法考虑了地面接收机故障对用户安全造成的影响,从而提高了系统的完好性。另外,该算法通过利用既有的增强系统完好性信息,改善了系统对本地差分修正误差的监测能力;并且通过使用卫星信号双频观测量,提高了用户的观测精度。上述优化可有效降低保护门限值,最终达到提高系统可用性的目的。应用该算法增强北斗卫星导航(区域)系统,可在我国及周边地区满足I类精密进近的性能指标要求,并且平均可用性达到95.57%。     

GPS RAIM定位误差保护限值算法分析

针对基于最小二乘法的偏差完好性风险方法,采用总体最小二乘法估计准则,将数据矩阵和观测值两者的误差综合考虑,使残差更精确,数据可靠性更高,提高了RAIM算法的可靠性,并给出了RAIM解算模型.结合各个航段的完好性需求进行仿真,分析了不同飞行阶段的PIR性能.结果验证了PIR是更合适的可用性分析方法.     

退役卫星的多生命周期利用

退役同步通信卫星严重影响着太空同步轨道环境,根据现代设计理念,提出探索退役同步通信卫星的再利用问题,创造性地把退役同步通信卫星演变为小倾角同步倾斜轨道卫星,并应用于导航通信系统,这对于改善导航系统的完好性、提高定位精度具有积极意义;同时,退役星上的大量转发器又可开辟新的卫星通信业务,从而开创了退役卫星多生命周期的开发利用．实验结果表明,本研究具有显著的社会意义和经济效益．     

一种惯性辅助卫星完好性监测多解分离法的优化方法

针对惯性辅助卫星完好性监测多解分离法计算量大的问题,给出了一种基于参数序贯复用的优化方法。在对多解分离法及其计算量分析基础上,采用序贯处理技术,推导了低阶顺序处理多解分离法。同时根据系统结构特点以及滤波器间量测信息高度相关性,提出滤波器参数复用方法,避免参数重复计算。通过仿真实验,从故障引入时间和可见星数目变化两个方面对优化前后多解分离法的计算量进行了对比。仿真结果表明该优化方法可以有效降低多解分离法的计算量,便于工程应用。     

基于铱星增强的GPS系统RAIM性能

为评估基于低轨卫星增强的导航系统RAIM性能,建立了基于铱星增强的GPS(以下简称为iGPS)系统的伪距观测方程,估算出该系统用户距离均方根误差,并在此基础上分析了该系统RAIM性能。结果表明,铱星的增强不仅可以显著改善系统GDOP及HDOP值,而且显著提高了故障检测和识别概率,可检测的最小故障偏差从20 m降到10 m,可完全检测的最小故障偏差从80 m降到40 m,可识别及可完全识别的最小故障偏差也得到明显降低,为基于低轨卫星的导航增强系统设计提供了参考。