[发明专利]接收机自主完好性监测的可用性预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接收机自主完好性监测的可用性预测方法，尤其涉及 应用全球定位系统(Global Positioning System，以下简称GPS)进行导航 的系统中，对航空器按照航空公司航班计划飞行时的接收机自主完好性监测 的可用性进行预测的方法，属于卫星导航领域。

背景技术

GPS卫星导航系统在全世界范围内能同时为陆海空用户提供连续精确的 三维位置、速度和时间信息，在军事和民用方面得到了推广普及。世界民用 航空界推动着全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System， 以下简称GNSS)和各种增强系统的发展与应用。国际民航组织(International Civil Aviation Organization，以下简称ICAO)定义了一种至少包含一个 或多个卫星导航系统的GNSS，它连续的全球覆盖能力使飞机能在可遵循的条 件下直接从一个地方飞到另一个地方。如果将GNSS用于我国民航，在东部地 区将GNSS作为辅助导航系统与甚高频全向信标/测距仪(VHF Omni-directional Range/Distance Measuring Equipment，以下简称VOR/DME)和无方向性信 标(non-directional beacon，以下简称NDB)配合工作，可提高导航精度， 避免再继续对VOR/DME和NDB投资，保证东部民用航空安全和高效率；在西部 地区将GNSS作为主用导航系统和惯性导航系统配合工作，实现投资少，导航 精度、航行安全和效率明显提高。但是，GPS不能满足民用航空对于卫星导 航系统的完好性的要求，必须采取措施对GPS的完好性进行增强，导航系统 的完好性是指当导航系统处于不健康状态，不能准确导航时向用户提供及时 报警的能力。

接收机自主完好性监测(Receiver Autonomous Integrity Monitoring， 以下简称RAIM)技术是内嵌在GPS接收机中的一种技术，它利用GPS卫星的 冗余信息，对GPS的多个导航解进行一致性检验，从而达到完好性监测的目 的。RAIM一方面保证了定位精度，另一方面实现了对卫星工作状态的监测， 是目前卫星定位中自主有效地获得完好性监测的常用方法。RAIM的优点是对 卫星故障反应迅速且完全自动，无需外界干预。但是，RAIM对机载GPS接收 机视界内的卫星数量和卫星分布有一定要求，例如，需要有5颗以上几何分 布较好或相当的卫星，否则就无法进行完好性判定。这就导致某些地区的某 些时间RAIM不能使用，即存在RAIM的覆盖空洞。当有GPS卫星无法工作或 不产生测距信号时，这种现象就更加严重，所以对RAIM进行可用性预测是十 分必要的。

RAIM可用性预测技术利用卫星星历/历书数据、GPS计划的不可用信息和 GPS卫星失效信息，结合机载的RAIM算法，预测特定机场区域和航路上机载 RAIM算法的可用性，为航空公司签派部门和民航空管部门提供航班计划和航 班放行的辅助参考。2005年中国民用航空总局飞行标准司下发了咨询通告 AC-91FS-01，规定必须使用RAIM预测程序进行飞行前RAIM可用性预测。

现有的RAIM可用性预测方法均假设所有卫星测距误差相同，没有考虑测 距误差不同的情况。对于GPS，目前常用的方法有如下三种：