›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (2): 20-.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0022

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基于北斗的机载终端完好性算法仿真研究

刘瑞华,邓明智,蔚保国,邢兆栋   

  1. 1中国民航大学电子信息与自动化学院,天津300300
    2中国电子科技集团第54研究所,石家庄050081
  • 收稿日期:2015-07-02 修回日期:2015-12-23 出版日期:2016-04-25 发布日期:2016-02-24
  • 作者简介:刘瑞华(1965-),男,博士,教授、硕导,rhliu_cauc@163com,主要研究方向为卫星导航、惯性导航和组合导航
  • 基金资助:

    民航安全能力建设项目“北斗机载设备技术标准规定与应用研究”基金(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”基金(20001006),“通用机载GNSS终端自主完好性技术研究”基金(KX142600033)

SimulationandresearchonRAIMalgorithmbuiltincivilaviationairbornereceiverbasedonBeiDousatellitesystems

LIU  Rui-Hua, DENG  Ming-Zhi, WEI  Bao-Guo, XING  Zhao-Dong   

  1. 1CollegeofElectronicInformationandAutomation,CAUC,Tianjin300300,China
    2The54thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation,Shijiazhuang050081,China
  • Received:2015-07-02 Revised:2015-12-23 Online:2016-04-25 Published:2016-02-24

摘要: 国内外关于接收机自主完好性算法的理论研究已经成熟,但缺乏依据北斗实测数据的算法性能分析。根据北斗Ⅱ代卫星导航系统14颗星的星座状态及其公开的服务性能,结合民航非精密进近的应用需求,对机载端嵌入自主完好性算法进行仿真研究。首先通过理论仿真,分析了亚太区之内算法的可用性。其次,利用NovAtel接收机实测的北斗数据,设定不同的场景和故障类型,对算法故障检测和识别的性能进行了研究分析。通过仿真,北斗系统在亚太区之内的平均可见星个数大于7颗,平均水平保护限值小于500m,能够满足算法的要求。另通过实测研究,算法可以有效地检测并识别出异常的伪距误差(即故障卫星)。结果表明:接收机自主完好性算法适用于当前北斗Ⅱ代卫星导航系统,能够为民用航空非精密进近提供具备完好性保证的服务。

关键词: 北斗卫星导航系统, 完好性, 北斗实测数据, 非精密进近, 算法, 仿真

Abstract: Receiverautonomousintegritymonitoring(RAIM)algorithmisalreadymatureintheory.ButastoBeiDounavigationsatellitesystem(BDS),thereisrareanalysisabouttheperformanceofRAIMwiththeobserveddata.AccordingtotheconstellationstatusofBDSsystemandtheperformanceofopenservice,basedontherequirementofnonprecisionapproachincivilaviationfield,thesimulationandresearchonRAIMwerepresented.Firstly,theavailabilityofRAIMinAsiaPacificwascalculated.Then,thefunctionandcapabilityoffailuredetectionandidentificationwiththeobserveddatafromNovAtelreceiverwereanalyzedindifferentscenesandfaulttypes.Thesimulationresultsshowthattheaverageofvisiblesatelliteismorethan7,andtheHPLvaluesarelessthan500meters.Furthermore,themeasuredresearchshowsthattheRAIMcandetecttheanomalypseudorange.Thatistosay,BDSsystemmettheneedsoftheRAIM.TheconclusionisthattheBDSissuitableforRAIM,andcanprovidetherequirednavigationperformance(RNP)fornonprecisionapproach(NPA)inthecivilaviationfield.

Key words: BeiDousatellitenavigationsystem, integrity, BeiDouobserveddata, nonprecisionapproach, algorithm;simulation