北斗卫星地基增强系统完好性监测技术研究

发布时间：2017-09-03 18:19

  本文关键词：北斗卫星地基增强系统完好性监测技术研究

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【摘要】：基于性能导航(Performance Based Navigation,PBN)的全面开发和应用是全球航行新技术的主要攻关内容之一。PBN是国际民航组织促使区域导航和所需性能导航结合而提出的一种新型技术概念,是将全球卫星导航系统与机载设备结合来提供更精确、安全的飞行线路和更高效的空中交通管制的新型技术,它减少了地面导航设备的整体投入。中国民用航空局在国际民航组织的框架下,致力于推动我国北斗卫星导航系统与地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)相整合在中国民航的应用与研发。GBAS是以飞机的精密进近和着陆阶段为研究背景,为用户提供高精度的定位信息和保障系统可用性的一种导航设备。GBAS系统的可靠程度用系统的完好性来衡量,完好性监测技术是作为飞机精密进近和着陆高精度定位的保障。本文深入分析和研究GBAS的地面基准站和系统的完好性监测技术。首先,本文介绍了北斗导航系统的概况、局域差分定位技术的工作原理和传统的仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)进近的局限性并提出GBAS的思想,并详细分析GBAS精密进近导航所需求的性能指标。其次,本文描述了GBAS的构架,包括地面基准站的设计、参考接收机的指标和甚高频链路播发装置的参数,详细介绍了GBAS地面基准站搭建方案并进行组网试验来验证的相关处理算法,包括北斗的局域伪距差分校正计算、利用加权最小二乘法进行定位解算和定位过程中引入的误差因素并建立其模型。最后详细阐述了GBAS完好性监测体系的算法研究,包括多参考接收机一致性和用户垂直保护级的研究。最后,本文提出了仿真实验的配置要求,利用采集到的GBAS数据进行仿真实验,得出GBAS完好性监测的仿真结论,详细地分析了可见卫星的有无故障对GBAS完好性监测的影响,进而影响飞机的精密进近和着陆的性能。
【关键词】：北斗导航系统 地基增强系统 完好性监测技术
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN967.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 地基增强系统的发展概况12-13
• 1.3 地基增强系统国内外发展状况13-15
• 1.3.1 地基增强系统国内发展状况13
• 1.3.2 地基增强系统国外发展状况13-14
• 1.3.3 GBAS完好性监测的发展概况14-15
• 1.4 本文主要研究内容和工作15-16
• 第2章 北斗卫星定位系统16-25
• 2.1 BD发展概况16-17
• 2.2 北斗系统概述17-18
• 2.2.1 北斗卫星空间星座17
• 2.2.2 北斗卫星系统信号描述17-18
• 2.3 北斗卫星局域差分定位原理18-20
• 2.3.1 北斗卫星定位技术的持续演进18-19
• 2.3.2 北斗局域伪距差分技术19-20
• 2.4 GBAS精密进近导航性能需求20-24
• 2.4.1 仪表着陆系统进近局限性20-21
• 2.4.2 GBAS精密进近导航性能需求21-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 GBAS地面基准站的构建25-34
• 3.1 GBAS的系统结构25-26
• 3.2 GBAS地面基准站系统设计26-31
• 3.2.1 地面北斗接收机26-28
• 3.2.2 地面数据处理中心28-29
• 3.2.3 甚高频链路播发设备（VDB）29-31
• 3.3 机载辅助系统的工作原理31
• 3.4 GBAS地面组网验证试验31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 GBAS地面基准站相关处理算法和完好性监测体系分析34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 GBAS地面基准站相关处理算法34-40
• 4.2.1 北斗局域伪距差分校正计算34-35
• 4.2.2 用户定位解算35-37
• 4.2.3 系统中误差因素及模型37-40
• 4.3 GBAS完好性监测计算40-44
• 4.3.1 多参考接收机一致性监测40-42
• 4.3.2 用户垂直保护级计算42-44
• 4.4 本章小结44-46
• 第5章 GBAS系统完好性仿真及其结果分析46-58
• 5.1 引言46
• 5.2 仿真条件的配置46-48
• 5.3 GBAS完好性仿真结果分析48-57
• 5.3.1 可见北斗卫星无故障时GBAS完好性仿真分析48-49
• 5.3.2 有一颗北斗可视卫星故障时GBAS完好性仿真分析49-57
• 5.4 本章总结57-58
• 结论58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文63

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本文编号：786594