GBAS中抑制电离层异常的改进自适应Hatch滤波算法

发布时间：2024-03-31 19:40

　　针对单频地基增强系统(Ground Based Augmentation System, GBAS)中电离层异常时Hatch滤波器平滑精度降低问题,系统分析了电离层延时对Hatch滤波器平滑精度的影响,提出一种改进自适应Hatch滤波算法。根据卫星信号计算码载偏离度,并利用二阶线性时不变低通滤波器抑制码载偏离度高频信号,以实现电离层异常实时检测;建立平滑后伪距误差均方根与电离层延时变化率、伪距测量噪声标准差以及平滑时间三者之间的函数模型,并由此确定出Hatch滤波器最优平滑时间。利用GBAS原理样机进行验证实验,结果表明:自适应Hatch滤波算法能够根据卫星信号电离层延时变化率确定滤波器最优平滑时间,且当电离层异常时,自适应Hatch滤波器机载位置误差最大由1.15 m减小为0.43 m,从而验证了所提算法的有效性。

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【部分图文】：

图1Hatch滤波器算法框图

Hatch滤波器是一种最早提出且得到广泛应用的载波相位平滑伪距方法,其算法结构如图1所示。图1中:Ψ和Φ分别表示GNSS伪距和载波相位测距组合值;χ为CMC值,由伪距和载波相位测量值作差求得。CMC经过低通滤波,其高频噪声被消除后得到χ^,进一步与输入的载波相位Φ组合后可以....

图2自适应滤波算法流程图

大气层中电离层异常大约在10-8～10-7量级,因此电离层无异常情况时Hatch滤波器平滑时间可取值为100s[9],当GBAS地面或机载系统检测到电离层异常时则需要根据电离层延时变化率自适应计算Hatch滤波器平滑时间。图2为本文所提出的自适应滤波算法流程图,下文将分别给出电....

图5三维飞行轨迹

目前无法获得飞机终端区飞行测试GPS观测数据,因此利用GNSS模拟信号源生成终端区GPS观测数据对本文所提出算法进行验证。三维飞行轨迹如图5所示,初始经度为118.87°、纬度为32.02°,下降段初始高度为3000m;设置飞机下滑角为5°,由初始点下降至高度410m处拉平,....

图6卫星仰角60°～70°时两种方法检测时间对比

表1不同卫星仰角两种方法检测时间对比Tab.1Comparisonofdetectiontimeoftwomethodswithdifferentsatelliteelevations卫星仰角/(°)一阶LTI/s二阶LTI/s[20,30....

本文编号：3944411