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基于MHSS算法的ARAIM完好性和可用性预测

发布时间:2018-11-03 10:50
【摘要】:传统的接收机自主完好性监视只能提供非精密进近阶段的完好性监视,无法实现对完好性要求更加严格的飞行阶段的监视,而高级接收机自主完好性监视(Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring,ARAIM)可以在精密进近阶段为飞机提供满足航向信标性能垂直引导(Localizer Performance with Vertical guidance,LPV)的完好性监视服务。文章基于多假设分组解算法,根据目前的星座环境,结合民航不同飞行阶段的应用需求,对ARAIM算法进行仿真研究。针对水平保护级(Horizontal Protection Level,HPL)和垂直保护级(Vertical Protection Level,VPL)的指标,在不同星座组合环境下,选取南北半球不同经纬度的5个观测机场,分别仿真了HPL和VPL的变化情况,并对全球HPL和VPL平均分布趋势,以及以99%的概率满足LPV-200进近可用性指标时,ARAIM可用性的全球覆盖率进行了仿真预测分析。仿真结果表明,不论是全球定位系统和格洛纳斯双星座还是增加北斗卫星导航系统后的三星座,5个观测机场的HPL和VPL均能满足LPV-200进近对完好性指标的要求;但在全球范围内,双星座条件下,ARAIM并不能完全支持LPV-200进近对完好性监视的要求,而三星座则可大大提高ARAIM的可用性,为民航用户提供满足精密进近的所需导航服务性能。
[Abstract]:Traditional autonomous integrity monitoring of receivers can only provide non-precision near-stage integrity monitoring, but can not achieve more stringent requirements of the flight phase monitoring, while the advanced receiver autonomous integrity monitoring (Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring, ARAIM) can provide a perfect monitoring service for aircraft to meet the performance of heading beacon vertically guided (Localizer Performance with Vertical guidance,LPV at the advanced stage. In this paper, the ARAIM algorithm is simulated according to the current constellation environment and the application requirements of different flight stages of civil aviation based on the multi-hypothesis packet solution algorithm. Aiming at the index of horizontal protection level (Horizontal Protection Level,HPL) and vertical protection level (Vertical Protection Level,VPL), five observation airports of different longitude and latitude in the north and south hemispheres are selected under different constellation combination environment, and the changes of HPL and VPL are simulated, respectively. The global distribution trend of HPL and VPL and the global coverage of ARAIM availability are predicted by simulation when the probability of LPV-200 approaching availability is 99%. The simulation results show that the HPL and VPL of the five observation airports can meet the requirements of the LPV-200 approaching completion index, whether the GPS and Gronus double constellations or the three constellations after the increase of Beidou satellite navigation system. But on a global scale, under the condition of double constellations, ARAIM can not fully support the requirements of LPV-200 proximity to perfect monitoring, and the three constellations can greatly improve the availability of ARAIM and provide the required navigation service performance for civil aviation users to meet the precision approach.
【作者单位】: 中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室;中国民航大学电子信息和自动化学院;天津764通信导航技术有限公司;
【基金】:国家空管委基金“ADS-B系统自主式防欺骗关键技术研究”(GKG201410004) 民航安全能力建设“北斗机载设备技术标准规定与应用研究”(AADSA0007) 中央高校基本科研业务费中国民航大学专项“基于北斗的通用航空指挥监控系统”(ZXH2011C013)
【分类号】:TN967.1

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本文编号:2307572

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