基于RTCA标准的WAAS和EGNOS广播星历差分完好性服务性能研究

为了提高GPS卫星导航系统服务性能,很多国家和地区建立了独立的星基增强系统(SBAS),通过提供广播星历差分与完好性增强信息,满足高精度高完好性用户使用需求。本文介绍了美国WAAS和欧洲EGNOS等星基增强系统的广播星历差分完好性信息电文编码格式,并对实际星基增强系统的广播星历差分与完好性电文进行解析。由于不同的星基增强系统采用的信息处理模式不同,针对WAAS和EGNOS两个不同地区建立的星基增强系统,对广播星历差分慢变改正／快变改正的变化特征进行了比较分析。研究了星基增强系统广播星历差分完好性信息用户使用算法,基于国际GNSS服务组织(IGS)提供的GPS实测数据,对WAAS系统和EGNOS系统的广播星历差分服务精度和完好性性能进行了对比分析。结果表明,WAAS系统的伪距单点定位精度约为1.2 m, EGNOS系统的伪距单点定位精度约为1.8 m,与GPS基本导航服务相比,伪距单点定位精度可提高约22％和16％。两个星基增强系统利用完好性电文计算的完好性保护限值大致相当,均在16 m以内,能够对定位误差进行包络。      

LPV-200下中国区域内 ARAIM 可用性评估

随着GNSS星座的增多以及多频技术的发展,基于解分离的高级接收机自主完好性监测算法被广泛研究。本文介绍了该算法的基本原理,并结合多星座特点,对中国区域内ARAIM算法能力进行评估,利用仿真数据分析了用户测距精度对算法可用性的影响;探讨了不同星座数据在中国区域的完好性性能。仿真结果表明：双频条件下,系统完好性性能很大程度上取决于用户测距精度,在中国区域内,仅GPS单星座不足以满足LPV-200进近对完好性的要求,GPS与Galileo双星座下,ARAIM 算法覆盖率可达100％。     

DGPS接收机

DGPS—MAX是一种12信道差分GPS接收机,它可以接收来自IALA信标、EGNOS、宽域增强系统、MTSAT.Omnistar和Seastar系统的多源差分修正,这种接收机具有用户可确定和可存储话务装置,高精度GPS独立模式和高达5Hz的NMEA数据输出。该接收机适用于水文勘测、GIS数据采集、精细农业和辅助测量等工作。     

广域差分GPS中用户定位算法的研究

广域差分GPS中用户接收机多为较廉价的单频接收机，可以接收差分播发站发播的差分改正信号进行DGPS计算，由于WADGPS的算法和常规算法不一致，差分改正信号难以是标准的RTCM格式，因此必须研制专用的差分信号接收机和DSP运算平台，并在平台上集成用户定位的算法，用户定位软件可以实时对观测数据、差分改正信号进行解码，计算用户的三维位置和速度。     

GPS接收机系列

美国加利福尼亚州的NavCom技术有限责任公司推出一种SF2 0 5 0型系列GPS接收机,这种接收机可用于GIS数据收集、数据维护、大地测量及数据校验。一个二进制的用户接口可启动接收机。该设备可提供全域跟踪和接收外部的差分GPS输入,并可提供L1和L2全波长载波跟踪,以及C/A、P1和P2码跟踪,还可以抑制多径干扰,该设备具有两个分立的广域增强系统信道和欧洲地球同步卫星导航系统信道,其体积为8 1 8×5 67×3 0 6英寸,可提供少于1 5cm的水平精度和少于30cm的垂直精度。可提供用户可编程序输出速度在2 5至1Hz之间或更低,而对原始数据,用户可…     

一种BDS/GPS接收机单频定位精度分析

针对基于多模导航卫星系统单频接收机在非完好性条件下的数据缺失问题,该文提出了一种能有效提高多模单频接收机定位精度的方法。通过对观测数据非完好性的明确界定、典型情况分析和单频定位方法研究,实现了非完好条件下多模单频数据的有效解算。通过研究证明:在一定的非完好条件下,BDS/GPS单频接收机数据经过该方法的数据处理能够得到较好的定位精度。     

GPS接收机自主完好性监视算法研究及仿真

随着GPS等卫星导航技术的广泛应用,在实际导航中对接收机的导航定位精度,尤其对定位的有效性提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监视(RAIM)进行保障,而且该方法日益凸显出其优越性。常用的自主完好性监视方法有伪距比较、最小二乘残差估计以及Parity方法,本文针对最小二乘残差估计方法实现的RAIM算法进行了研究和仿真,图形和数据化的仿真结果充分证明了该方法的可行性。     

利用旋转天线载波相位双差进行欺骗干扰检测技术

有效的欺骗干扰检测,是卫星导航接收机实施欺骗干扰抑制,防止产生错误定位、测速和定时信息的前提。提出了一种基于旋转天线载波相位双差的卫星导航接收机欺骗干扰检测技术,在对接收机天线匀速旋转时输出载波相位测量值进行平动消除和非相关差分处理后,利用广义似然比检验实现了对单一发射天线输出欺骗干扰信号的检测。进一步分析了旋转半径、转速和数据长度对检测性能的影响,指出增加数据长度是提升检测性能的必然选择,并定义了比较全局检测性能和限制检测性能下降的检测盲区。最后,通过蒙特卡洛方法进行了仿真验证,结果验证了所提检测方法和检测性能分析的正确性。     

EGNOS系统进展情况

EGNOS是欧洲建设的第一个卫星导航系统，它通过增强两个军用导航系统来向系统服务区内提供差分改正数据和系统完好性信息，来满足高安全用户的需求。本文全面介绍了欧洲EGNOS系统总体设计、技术亮点、系统体系结构、工程现状、系统性能以及系统开发和走向等有关方面的最新情况，为我们国家建设自己的卫星导航增强系统积累经验。     

GPS动态导航接收机自主完好性监测算法

针对目前GPS接收机自主完好性监测方法受到许多假设的制约这一问题,该文根据已有的导航系统可靠性研究,基于非理想故障模式以及故障分布参数的不确定性,利用先验概率模型对卫星和接收机异常建模;采用该模型,建立了基于误警率及漏检率的最小风险代价任意目标函数,以对残差统计量分析进而优化选取阈值;最后对快照接收机自主完好性监测法以及利用贝叶斯更新得到后验故障概率的多步完好性监测算法进行分析,具有一定的参考意义,多步算法将会进一步丰富GPS完好性结构。仿真实验结果表明,在每个几何条件下用反复试验法可进行阈值的搜索,达到比传统接收机自主完好性监测方法更好的效果。     

电离层扰动对局域增强系统的影响分析

卫星导航局域增强系统采用差分技术实现高精度定位能力。电离层扰动现象将对局域增强系统产生严重影响。电离层暴降低了电离层延迟空间相关性,进而影响差分定位的精度;电离层闪烁引起卫星信号质量和测量质量的降低,同时伴随闪烁产生的电离层电子密度不均匀体也会降低电离层延迟的空间相关性,影响差分定位精度。电离层扰动对局域增强系统的影响应通过接收机设计、增强系统设计、完好性实现方法等多方面的改进加以应对。     

GLS完好性故障监测性能研究

卫星着陆系统(GLS)作为先进的航空新技术,其主要功能是为终端区精密进近的机载设备提供信号修正增强服务,为实现整个系统高精度离场和精密进近的功能发挥着重要作用. GLS完好性是终端区进近着陆引导应用的重要参数,是可靠性的重要依据,然而目前普通用户只关注导航定位的精度而没有考虑定位结果的可靠性,航空导航领域的机载对定位结果的可靠性要求极高,因此针对完好性故障监测性能展开研究分析,提出了一种接收机钟差调整策略并对其有效性进行仿真验证,并验证了完好性故障排除及未排除两种情况对定位精度及完好性的影响,进而证明完好性故障监测可保障GLS的系统性能、运行能力和安全性能达到预期要求.      

低轨卫星增强北斗系统完好性性能分析

针对完好性是北斗建设的重要内容,但增强北斗系统完好性性能未有完整评估的问题,对低轨卫星增强北斗系统完好性性能进行探究.本文通过仿真北斗导航卫星(BDS)和低轨卫星(LEO),利用最小可探测偏差(MDB)、空间信号精度(SISA)和故障检测率3个指标来衡量整个增强系统下的完好性性能.结果表明,MDB平均增强了 16.5％,故障检测率提高了 8％,BDS单颗卫星也满足SISA要求.因此,低轨卫星的加入可以有效提高北斗系统完好性性能.     

多源北斗位置服务动态监控系统的实现与应用

北斗卫星导航系统发展迅速,已广泛应用于国土测绘、农业、电力、环境、应急等诸多场景,亟需融合技术对跨网、多源接收机等设备进行统一监管。以湖北省北斗地基增强系统为例,在深入分析多源北斗位置服务系统现状与服务机制的基础上,探索了基于WebGIS的多源跨网协同监控平台。该平台可实现地面基准站和各类解算平台的数据流状态动态可视化监管、差分数据的实时解析,并可通过格网划分策略快速定位监控系统健康状态,有效解决了多源北斗位置服务系统的跨网协同管理问题,已应用于省级北斗位置服务中。     

基于加权奇偶矢量的伪卫星辅助北斗定位完好性监测算法

伪卫星能够为导航星座提供额外的观测信号,利用冗余观测量将帮助用户自主完成故障的检测与识别,在部分卫星星座几何分布不良的情况下,仍能获得基本的导航服务。本文针对伪卫星参与定位下的接收机自主完好性问题展开了研究,分析了伪卫星辅助北斗定位模式下的完好性监测算法,给出了相应的故障检测识别算法及用户误差保护级计算方法,分析了相应配置下的算法性能,有效降低了故障检测概率和系统完好性保护级xPL。     

SBAS与Galileo系统完好性的比较研究

介绍了空基增强系统完好性的算法，包括用户差分距离误差的检验和格网点电离层误差的检验。在此基础上阐述了Galileo完好性的基本概念，SISA、SISE、和IF的生成方法。对两系统中相似的概念作了比较，并用GPS数据模拟了矢量SISE的分布。     

GNSS接收机自主完好性监测算法研究

随着GPS等卫星导航系统的广泛应用,实际导航中对接收机的导航定位精度也提出了越来越高的要求。目前对此较为有效的方法就是利用接收机自主完好性监测来保证,该方法日益受到重视。常用的自主完好性监测方法有伪距比较法、最小二乘残差法和Parity方法,针对利用最小二乘残差法实现的GNSS接收机自主完好性监测算法进行研究。     

基于星间链路支持的导航卫星自主完好性监测设计仿真

针对导航卫星在区域完好性监测网可视弧段之外难以实现基于地面监测站的系统级完好性监测问题,提出一种基于星间链路辅助支持的导航卫星自主完好性监测方法。该方法通过利用星间组合观测值,分离星钟误差和星历误差,采用基于平稳时间序列的非稳态异常检测算法对导航卫星星载原子钟相位抖动及频率的异常漂移进行监测;采用基于轨道先验信息的非中心化开方分布异常检测算法对轨道异常机动进行监测,并利用星间链路组合观测量对卫星自主完好性监测及其对全球用户完好性性能的提升作用开展仿真分析与研究。仿真计算结果表明:该方法可以在地面监测网不可视弧度内有效减小空间段卫星部分的故障漏检概率以及系统完好性风险,缩短完好性告警时间,提高全球卫星导航系统的完好性服务水平。     

北斗星基增强系统服务等级与系统性能分析

针对生命安全用户对导航系统高完好性服务能力的迫切需求,以及国际航空完好性服务竞争日趋激烈的现状,北斗全球卫星导航系统一体化设计和规划了北斗星基增强系统(BDSBAS)。该文从国际民航组织(ICAO)相关标准要求,对BDSBAS服务性能进行研究和分析,推导并论证了系统精度、完好性、连续性等主要指标的分解方法;在此基础上,仿真计算了BDSBAS不同航空完好性服务等级对北斗系统等效伪距测量误差(UERE)、卫星故障概率、虚警概率等方面性能的要求。相关研究与分析结果能够为北斗及BDSBAS工程建设提供有益参考和借鉴。     

文摘

定位数据采集装置美国亚利桑那州的US定位集团公司推出一种可收集定位数据的装置 ,该装置称为RhinoRover,它通过使用GarminGPS 1 7N型接收机 ,可在野外作业中采集到载波相位和伪距定位的数据 ,并可自动记录下与格式无关的数据变化 ,通过采用Rhino后处理器 ,这些数据可得到差分改正 ,最后为静态和动态测量数据提供厘米级的定位精度。如果用户采用二级RhionRover装置 ,可建立自己的参考站 ,这样便可改进短基线的测量精度。车辆跟踪系统美国加州Argo导航定位公司开发出一款GPS车辆跟踪系统 ,该系统具有可供GMS和CDMA数字网络使用的双…