[发明专利]一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星导航定位技术领域，具体涉及一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法及系统。

背景技术

传统的卫星导航定位技术，都是利用多颗卫星的时差信号进行定位。例如：GPS(Global Positioning System，简称，全球定位系统)是利用四颗卫星的时差信号进行定位，求解出的是单个位置点。但是，在某些情况下，只能使用单个卫星的通信信号进行定位，例如马航MH370失联事件。在马航失联事件中，飞机并没有提供GPS位置信息，只返回了飞机和海事卫星的七次握手信息，传统的四颗卫星进行定位的技术，无法满足飞行安全定位的要求。

目前的定位方法中，具有利用GPS来确认传播的位置信息，基于四颗导航卫星的信号时延来定位的方法，以及四颗GPS卫星的信号进行定位。

因此，为了解决满足飞机安全定位的要求，本发明提供了一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行单星定位方法及系统。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，包括：对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息；

对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息；

根据所述时差信息、所述频差信息、雷达盲区以及飞机性能信息迭代获取飞机可能的飞行区域。

本发明基于海事卫星通信信号的飞机飞行定位方法，利用单个海事卫星的通信信号特征，例如时差、频差、初始位置等，来求解物体的可能区域范围，该技术由于只需要单颗卫星的通信信号特征，适用于广泛的通信信号辅助定位领域，特别适合由于非行安全定位等领域。

进一步地，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BTO分析，获取飞机到海事卫星的时差信息的过程中，

根据BTO的测量值，得到如下公式：

其中，所述BTO的测量值包括两部分，第一部分为系统固定延迟引起的偏差部分，第二部分为从飞机到地面站电波传输所花费的时间；

bias为由地面站和飞机处理导致的固定延迟；C为光速；

(x,y,z)为飞机的位置坐标；

(x_s,y_s,z_s)(x_s,y_s,z_s)：卫星的位置坐标；

Range_{(satellite-to-aircraft)}：卫星到飞机的距离；

Range_{(satellite-to-Perth-GES)}：卫星到地面站的距离；

h_aircraft：飞机的高度；R：地球半径；

基于决定bias的值，统计在地面站和飞机之间的信号传输过程，并获得飞机和地面站处理信息的历史数据；

h_aircraft＝h_known

通过卫星通讯分析飞机位置绘制在地球表面的距离计算卫星，获取一个从卫星位置等距环，所述位置等距环由BTO测量；

求解上述方程，获取一个球冠环。

进一步地，在对采集到的海事卫星航空终端的信号进行BFO分析，获取飞机到海事卫星的频差信息的过程中，

BFO分析的方程由以下参数组成：

BFO＝ΔF_up+ΔF_down+δF_comp+δF_sat+δF_AFC+δF_bias equation 1

其中，ΔF_up为信号从飞机发送到卫星产生的多普勒效应；

ΔF_down为从卫星到地面站发送信号产生的多普勒效应；

δF_comp为飞机上应用的频率补偿；

δF_sat为卫星转换频率产生的频率变化；

δF_AFC为地面站接收端频率补偿值；

δF_bias为飞机和卫星晶振误差产生的固定偏；

联立方程组1和方程组7中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点

联立方程组1和方程组8中的方程1和方程3，可得到球冠环上的2个点

选取