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。     

单星座ARAIM算法可用性分析及其在垂直精密进近中的应用

讨论了如何提高单星座增强型接收机自主完好性监测ARAIM算法的可用性问题。借助于钟差辅助模型设计了一种能够用于垂直精密进近LPV-250服务的单星座ARAIM算法。将钟差预测值作为虚拟伪距观测值纳入到当前的定位解算中,以提高单星座ARAIM算法的可用性。设计了新的完好性风险配置方案,在计算用户保护水平时,通过直接计算故障偏差对定位误差的影响大小来解决未知故障偏差的估计问题,对于系统的可用性给出了更精确的评定。试验分析结果表明,钟差辅助对于提高单星座ARAIM算法的可用性具有显著的作用。     

浅析WAAS完好性算法

广域增强系统完好性是度量系统时空可用性的关键指标,它关系到用户所获得的改正信息是否真实可靠。在阐述广域增强系统完好性定义的基础上,对完好性算法流程、思路进行了分析。     

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。     

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％。     

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。     

GPS和Galileo系统下RAIM算法可用性分析

介绍了RAIM算法中故障检测及其完好性保证的原理,采用STK仿真得到GPS和Galileo系统的卫星坐标及中国区域内的格网点坐标,结合航空用户对完好性需求,比较了GPS和Galileo系统下、不同类型导航性能需求的RAIM算法的可用性结果,分析了截止高度角、可视卫星数对故障检测可用性的影响。结果表明:当截止高度角越低、可视卫星数越多,故障检测的可用性越高;相同截止高度角条件时,Galileo系统下的RAIM可用性要高于GPS系统;单一的GPS导航系统难以满足垂直引导进近和精密进近等高等级的航空需求。     

零速修正与完备监测在UWB/MEMS IMU组合中的应用

针对超宽带(UWB)在室内定位过程中受非视距环境影响易出现粗差以及微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)定位误差随时间快速发散的问题,该文提出了采用自适应卡尔曼滤波的UWB/MEMS IMU组合的室内定位方法,并通过自主完好性监测算法对UWB测距异常值进行剔除,将零速修正算法加入到组合定位系统中,抑制在UWB数据中断情况下MEMS IMU误差的发散。实验结果表明,在UWB存在中断的复杂室内环境下,UWB/MEMS IMU组合定位的平面定位精度在0.2 m以内,自主完好性监测与零速修正能有效地提高组合定位系统的精度与稳定性。     

GPS/BDS ARAIM算法性能测试

针对高级接收机自主完好性监视(ARAIM)算法的适航性,基于实测数据,对GPS／BDS ARAIM算法故障检测与排除的性能和可用性预测的性能进行了测试. 结果表明:GPS／BDS组合系统下ARAIM算法故障检测与排除的性能良好,对大于100 m的阶跃型故障,正确检测与排除的效率达到99.9％;GPS／BDS组合系统下ARAIM的单点可用性良好,完全满足LPV-200的完好性性能要求,中国范围内的可用性覆盖率达到99％,世界范围内的可用性覆盖率达到90％以上. 由此可知,GPS/BDS ARAIM算法性能良好.      

GPS和Galileo系统下RAIM算法可用性分析

介绍了RAIM算法中故障检测及其完好性保证的原理,采用STK仿真得到GPS和Galileo系统的卫星坐标及中国区域内的格网点坐标,结合航空用户对完好性需求,比较了GPS和Galileo系统下、不同类型导航性能需求的RAIM算法的可用性结果,分析了截止高度角、可视卫星数对故障检测可用性的影响.结果表明:当截止高度角越低、可视卫星数越多,故障检测的可用性越高;相同截止高度角条件时,Galileo系统下的RAIM可用性要高于GPS系统;单一的GPS导航系统难以满足垂直引导进近和精密进近等高等级的航空需求.     

观测量非等权模型RAIM可用性算法研究

针对基于最小二乘残差估计的接收机自主完好性监测(RAIM)算法,结合伪距单点定位多采用观测量非等权模型,提出一种观测量非等权模型RAIM可用性算法,对实际计算具有借鉴意义。通过实测数据,分析了等权模型和非等权模型RAIM可用性算法对卫星几何分布的估计情况,验证了观测量非等权模型RAIM可用性算法的可行性。     

基于灰色马尔科夫链预测系统的设计与实现

通过对灰色GM[1,1]模型的算法改进,将改进后的灰色模型与马尔科夫链结合,既可以发挥灰色系统预测精确的特点,又可以利用马尔科夫链对准确预测波动性数据的优势。在灰色马尔科夫链模型的算法基础上,采用Visual Studio 2005开发环境,进行灰色马尔科夫链预测系统的设计。最后利用南方某地区十年来土地利用数据进行系统验证,结果表明,灰色马尔科夫链模型能很大地提高预测的精度和效果,符合实际要求。     

广域实时精密定位技术与示范系统完好性监测结构设计

对广域实时精密定位技术与示范系统进行了介绍,并对系统中完好性监测功能进行了定义。通过对完好性监测体系结构的研究,分析了本系统中完好性监测的基本流程。最后提出了广域实时精密定位技术与示范系统中,完好性监测功能的基本结构设计方案。     

基于多模GNSS接收机的卫星系统完好性监测

为了满足多卫星系统完好性监测的需要,本文通过对比不同卫星系统定位结果的方法来监测各个卫星系统的可用性。利用上述方法对实测的三模(GPS、GLONASS和COMPASS)数据进行了处理,结果表明该方法具有可行性,可为多模GNSS接收机的自主完好性监测提供参考信息。     

基于星间链路的完好性参数SISMA计算方法

地基完好性监测是利用四个或四个以上的精确坐标的监测站对卫星进行监测,计算其星历及星钟误差。该方法需满足四重以上监测站覆盖条件,对于自主导航和区域布站的导航系统不能实现导航卫星的全弧段完好性监测。对于不满足上述覆盖条件的卫星,采用基于星间链路的监测方法,利用四个或四个以上的具有一定坐标误差的卫星对该卫星进行监测。通过星历数据和星间测距数据计算SISMA,从而进行导航卫星全弧段的完好性监测。     

利用广播星历确定BDS卫星飞行区域

针对北斗卫星导航系统(BDS)采用异构星座,其GEO、IGSO卫星飞行区域并非全球覆盖,传统监测站覆盖性能分析方法不宜直接应用以及导航卫星在轨运行时受到多种摄动影响,其实际运行区域与设计区域有别等问题,提出采用实测数据界定BDS导航卫星飞行区域的方法,并以BDS试验评估系统国内跟踪站网及GPS/BDS测试评估系统跟踪站网为例,分析了监测网的覆盖性能。实验证明本文提出的方法可较为合理、能够较准确地描述BDS地面跟踪站网的监测覆盖性能。     

水电站GPS变形监测网的数据处理及稳定性分析

以2009年观测数据为例,应用GAM IT软件和CosaGPS软件对山口水电站GPS变形监测A级网的数据进行处理。探讨高精度GPS网数据处理的方法和过程,比较研究两期观测成果,分析GPS变形监测网基准点的稳定性,为山口水电站GPS变形监测提供参考。     

GPS和GLONASS系统下RAIM空洞预报

接收机自主完好性监测（RAIM）是卫星导航系统完好性监测的方法之一。一定时空条件下的RAIM可用性,可以通过RAIM空洞直观的反映出来,可以为飞行提供预警;利用不同期GPS、GLONASS实际星座,仿真分析了单星座以及GPS／GLONASS组合星座RAIM可用性,绘制了RAIM空洞图,具有一定的参考价值。     

两种GNSS完好性监测系统的比较

对卫星导航系统完好性监测功能进行了分析定义,讨论了影响完好性的主要因素,介绍了两种主流的完好性检测系统。通过对两种完好性监测系统的研究,分析了两系统中使用的基本原理和流程。     

GALILEO局域增强完备性监测网布设研究

完备性是飞机飞行安全的重要指标之一。我国在各种网的布设中一般只注重精度,而忽略了完备性。本文利用GALILEO模拟数据,在飞行轨迹固定的情况下,通过增减监测站的数量以及变换监测网的形状,计算飞机的精度和垂直保护水平(VPL),并分析飞机在不同监测网中精度和垂直保护水平的的变化规律,可以知道飞机在正方形网形的整体精度好于在其他网形中的精度,飞机在在正方形网形中的VPL虽大于在五边网形中的VPL,但两者相差很少。综合考虑,正方形网形是局域完备性监测网的最优布设网形。