机载北斗接收机机动飞行功能响应性能测试研究

发布时间:2019-02-19 21:52
【摘要】:随着导航技术的快速发展,全球导航卫星系统(GNSS)在民航领域的应用越来越广泛。北斗卫星导航系统(BDS)要想应用于民航领域,其机载北斗接收机必须满足航空无线电技术委员(RTCA)文件和技术标准规范(TSO)中有关机载导航设备的性能要求,例如定位精度、测速精度、授时精度以及自主完好性检测(RAIM)等基本性能,以及关于机动飞行功能的响应性能。本文以美国的全球定位系统(GPS)机载导航设备的性能标准为参考,重点研究了机动飞行功能响应性能的测试。首先根据RTCA/DO-208文件中规定的GPS机载导航设备性能测试标准,详细介绍了机载北斗接收机机动飞行功能响应性能的测试内容和要求,包括机动飞行预测、位置显示、航迹偏差显示、航路点距离显示等,以及进行机动飞行所需要的飞行轨迹类型。接着通过变换仿真时间步长和坐标变换等方法,深入研究了基于航迹约束的机载北斗接收机机动飞行功能响应性能测试所需要的飞行轨迹数据的生成算法。飞行轨迹生成算法包括由飞行航段和航段过渡组成的水平飞行轨迹生成算法和不考虑气动模型、用解析方法设计的垂直飞行轨迹生成算法。并以北京首都机场的离场程序(SID)为例,对飞行轨迹生成算法进行了仿真验证。最后利用SQL Server和C#.NET设计了机载北斗接收机机动飞行功能响应性能测试所需要的导航数据库和人机交互界面,同时设计了性能测试方案,并利用对一条完整的航线进行了飞行轨迹生成和机载北斗接收机机动飞行功能响应性能测试仿真,并显示机载北斗接收机机动飞行功能响应性能测试仿真过程中的飞行状态数据和性能测试结果。仿真结果表明,该性能测试研究能够有效对机载北斗接收机机动飞行功能响应性能进行测试。
[Abstract]:With the rapid development of navigation technology, global navigation satellite system (GNSS) is more and more widely used in civil aviation. For the Beidou Satellite Navigation system (BDS) to be used in civil aviation, its airborne Beidou receiver must meet the requirements of the (RTCA) document and technical standard of the Committee of Aeronautical Radio Technology (TSO) concerning the performance of airborne navigation equipment. For example, positioning accuracy, velocimetry accuracy, timing accuracy and autonomous completeness test (RAIM) and other basic performance, as well as the response performance of maneuvering flight function. In this paper, the performance standard of the (GPS) airborne navigation equipment of the United States is taken as the reference, and the test of the response performance of the maneuvering flight function is emphatically studied. First of all, according to the performance test standard of GPS airborne navigation equipment stipulated in RTCA/DO-208 document, the test contents and requirements of airborne Beidou receiver maneuvering flight response performance are introduced in detail, including maneuvering flight prediction, position display, and so on. Track deviation indication, route point distance display, and flight trajectory types needed for maneuvering flight. Then, by transforming the simulation time step and coordinate transformation, the flight trajectory data generation algorithm for the performance test of maneuvering flight response of airborne Beidou receiver based on track constraint is studied in depth. Flight trajectory generation algorithm includes horizontal flight trajectory generation algorithm which consists of flight segment and flight segment transition and vertical flight trajectory generation algorithm which is designed by analytic method without considering aerodynamic model. Taking the departure program (SID) of Beijing Capital Airport as an example, the flight trajectory generation algorithm is simulated and verified. Finally, the navigation database and man-machine interface are designed by using SQL Server and C#.NET to test the performance of airborne Beidou receiver's maneuvering flight response, and the performance test scheme is also designed. The flight trajectory generation and the performance test of the maneuvering flight response of the airborne Beidou receiver are simulated by using a complete route. The flight state data and performance test results of airborne Beidou receiver are also presented. Simulation results show that the performance test can effectively test the performance of airborne Beidou receiver maneuvering flight response.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN967.1

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本文编号:2426916

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