基于北斗系统的星基增强系统完好性监测技术研究

发布时间：2019-09-16 14:36

【摘要】：随着卫星导航技术的发展及其现代化改造,用户的定位精度得到了显著提高。卫星导航应用越来越广泛,但还无法作为民航飞机在所有运行阶段的主用导航系统,主要是因为卫星导航系统的完好性还不能满足民航用户的要求。而从用户安全的角度考虑,完好性有着比精度更为重要的作用,由此出现了针对GPS和GLONASS的增强系统。星基增强系统(SBAS)是通过监测站监测卫星信号,并将经过完好性处理后的信息通过卫星发送给用户,用户利用这些信息对定位结果进行修正。本文针对北斗SBAS完好性监测技术展开研究,主要内容如下:1.介绍了课题的研究背景、意义,并对现有的卫星导航系统及SBAS的发展和国内外研究现状进行了阐述。2.介绍了WAAS和Galileo系统的结构以及工作原理,分析了Galileo系统完好性指标SISE、SISA、SISMA及IF。针对WAAS系统完好性参数UDRE、GIVE进行了理论和算法研究,并进行了实验仿真。在此基础上,介绍了基于北斗的SBAS完好性监测技术及完好性参数,对比分析了北斗星基增强系统与WAAS、Galileo在完好性监测方面的异同。3.阐述了北斗系统主要误差来源,分析研究了北斗系统完好性参数UDRE、RURA和GIVE及其算法,仿真实现了GEO、MEO和IGSO卫星的UDRE和RURA在一天中的变化,以及格网点的GIVE和用户穿透点的UIVE变化曲线。从仿真结果可以得出,GEO、MEO和IGSO卫星的UDRE和RURA均在完好性监测范围之内,验证了算法可行性。格网点97的GIVE值能够以%9.99的置信水平限定最大的格网点电离层延迟误差。4.介绍了监测站功能及其在完好性监测技术中的重要作用,分析研究了监测站布设原则,针对北斗系统的特点,提出了适合中国区域的监测站布设方案。
【图文】：

北斗,空间卫星,优化系统,系统服务

图 1-1 北斗系统服务区域2014年开始，北斗系统将继续发射空间卫星，并不断完善和优化系统性左右将实现系统全球覆盖，系统部署完成后将包含 35 颗卫星，可为全球和测速以及短报文通信服务，届时亚太地区的广域差分服务定位精度将。前，北斗系统的应用范围已经逐步推广到海洋探测、交通管理、防火救灾领域。随着它的发展和完善，其应用还会不断扩展、以后将满足经济发展国防建设、生产生活等领域的多方位需求，系统用户将可享受到更优质、服务。PS 、GLONASS、Galileo 以及 BDS 主要特点如表 1-1 所列。现阶段，各PS、BDS、GLONASS以及Galileo之间的兼容与操作研究，从而充分利用户提供更加优质便捷的PNT 服务。未来，卫星导航领域将会呈现群星

完好性

[13]，如图 1-2 所示。图1-2 现有及发展中的SBAS在 SBAS 的完好性方面，，国内外已经展开了充分的研究。国外关于完好性的研究要远远领先于国内，MITRE 公司、斯坦福大学GPS实验室、雷神公司、以及休斯公司都对WAAS的研究做出了很大贡献。国内，陈金平学者设计了一套 SBAS 完好性监测体系，并验证了UDRE 、GIVE的算法；刘慧芹研究了WAAS完好性监测原理和算法实现；牛飞博士以WAAS为例详细研究了 SBAS 的完好性实现原理，并优化算法，提出一种综合考虑精度和完好性的验证方法，并结合实例研究了Galileo系统的完好性保障方法；秘金钟博士建立了完好性监测分级体系，分别从系统级、用户站级和监测站级展开研究。但是
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN967.1

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