基于STK的北斗MOPS飞行测试程序设计与应用

发布时间：2020-05-19 14:47

【摘要】：随着我国北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的不断发展,其在民航领域的应用是必不可免的。因此,BDS在民航领域的应用必须满足相应的技术标准规范。美国航空无线电技术委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics,RTCA)发布的使用GPS导航源下机载导航设备满足的最低运行性能一文中,包含了飞行测试下飞机的水平定位精度、接收机自主完好性监测等指标。本文以美国颁布的技术标准规范为参照,对我国BDS的最低运行性能(Minimum Operational Performance Standards,MOPS)进行分析研究。首先阐述了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在民航领域的广泛应用,介绍了目前的民航导航由传统导航向基于性能导航过渡转变。从BDS系统组成以及卫星位置解算,北斗导航系统定位原理以及定位性能指标详细阐述了BDS。根据美国RTCA发布的DO-208文件中规定的飞行测试要求设计研究北斗MOPS所需的飞行测试程序,包括飞机爬升、下降以及水平加速。其次仿真了北斗卫星星座,并以中国大陆地区、亚太地区以及全球测试地点为分析对象,研究分析了北斗的覆盖性能。仿真分析了飞机在不同航路不同加速度条件下的三维定位误差,分析结果表明不同加速度条件下飞机的水平定位精度满足要求。并针对民航安全性要求,结合民航导航性能需求,通过仿真计算不同航路的水平保护限值,实现航路RAIM可用性的预判。最后基于卫星仿真软件(Satellite Tool Kit,STK)与MATLAB集成,搭建了北斗MOPS测试平台。平台集成了卫星可见性分析,卫星覆盖性分析,飞行航迹的生成,飞行定位误差分析以及RAIM可用性分析等主要功能。
【图文】：

edGeosynchronousSatelliteOrbit，IGSO）和中道类型的卫星构成、轨道高度和轨道平面位道高度为 35 786 km，分别定点于东经 58.。轨道高度为 35 786 km，轨道倾角为 55°，相差 120°。轨道高度为 21 528 km，轨道倾角为 55°。域系统的空间星座由 17 颗北斗卫星组成，其道面重合，运行周期为 24 小时，卫星在赤道O 卫星。2020 年建成北斗全面系统后，空间O 卫星和 3 颗 IGSO 卫星。布局完成后 BDS

2.1.2 卫星位置解算进行伪距定位或者载波相位定位的前提是接收来自卫星播发的导航电文，通过导航电文提取出星历和历书数据可以计算出卫星位置。历书信息主要包含了空间星座中所有卫星的开普勒轨道等参数信息，，用于向地面用户提供卫星的粗略位置信息，历书信息中主要包括了卫星轨道参数和卫星种差改正数。图 2-2 表示利用 NovAtel 接收机接收到的第 629 BDS 周的原始卫星轨道信息参数。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1

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本文编号：2671052