[发明专利]一种用于航空GPS信号延迟的估算系统及其方法

权利要求书

1.一种用于航空GPS信号延迟的估算方法，包括估算系统，该系统包括用于GPS信号接收的信号接收机(C101)和与其通讯连接航空计算资源分区(C102)，其中，航空计算资源分区(C102)内包括GPS服务器(C103)和导航服务器(C104)，GPS服务器(C103)和导航服务器(C104)之间通过信号接口通讯连接，GPS服务器(C103)通过信号接收机(C101)接收GPS信号且输出于导航服务器(C104)；所述信号接收机(C101)与GPS服务器通信连接，以接收信号接收机(C101)输入的GPS位置信号并转化为通讯信号传递于GPS服务器，GPS服务器将接收的GPS信号处理并发布到与导航服务器(C104)之间相连的通信接口，导航服务器(C104)通过该通信接口获取数据并使用；

其特征在于，估算方法包括以下步骤：

S1、比较GPS更新时间和导航服务器更新时间，选取与延迟估算时间的最接近值；所述S1步骤中包括GPS更新经过GPS的时间、导航服务器更新经过的消息接收间隔时间、第一次更新时的未知时间延时、第n次更新期间的未知时间延时、第一次更新时GPS服务器发布到接口到导航服务器使用的时间、第n次更新时GPS服务器发布到接口到导航服务器使用的时间、第一次GPS定位的实际计算时间、第n次GPS定位的实际计算时间、导航服务器接收第n次GPS定位的实际使用时间；

S2、增加一个时间延迟的估计值△test，误差值限定在△test范围内；

S3、得出最佳时间延迟估算策略；

其中，步骤S1估算方式如下：

估计第n次GPS定位的实际接收时间，不包含未知时间延迟，估算方程如下：

T_Nav,n＝T₀+△t_Nav+△t_acr,0按导航服务器时间估算

T_GPS,n＝T₀+△t_GPS+△t_acr,n＝T_n+△t_acr,n按GPS时间估算

实际时间延迟：

T_n+1-T_n

估计时间延迟，未包含未知时间延迟：

T_Nav,n-T_n

估计时间的误差：

T_n+1-T_Nav,n＝△t₀按导航服务器时间估算

T_n+1-T_GPS,n＝△t_n按GPS时间估算

由于经过时间导致的估计时间的差异

T_GPS,n-T_Nav,n＝△t₀-△t_n

其中，T_GPS,n-T_Nav,n0,即△t₀△t_n，GPS时间估算的误差较小，其更新的未知时间延迟更小，因此，T_GPS和T_Nav相比，T_GPS对实际时间的估计更准确，将导航服务器的时间表示按T_GPS,n同步；

T_GPS,n-T_Nav,n0，GPS时间估算的误差较大；当△t0△tn，导航服务器的时间T_Nav,n与实际时间估计最接近；

式中：GPS更新经过GPS的时间为△t_GPS(B102)；导航服务器更新经过的消息接收间隔时间为△t_Nav(B112)；第一次更新时的未知时间延时为△t₀(B110)；第n次更新期间的未知时间延时为△t_n(B104)；第一次更新时GPS服务器发布到接口到导航服务器使用的时间为△t_acr,0(B111)；第n次更新时GPS服务器发布到接口到导航服务器使用的时间为△t_acr,n(B105)；第一次GPS定位的实际计算时间为T₀(B101)；第n次GPS定位的实际计算时间为T_nB(103)；导航服务器接收第n次GPS定位的实际使用时间为T_n+1B(106)；

通过收集多次飞行数据的记录数据，比较飞行数据中大气数据姿态航向参考系统ADAHR和GPS轨迹的拐弯之间不同步的实际偏差值，求出该偏差值的平均值，结合GPS的更新周期，得出适用于该机的最佳△test值。

2.按照权利要求1所述的一种用于航空GPS信号延迟的估算方法，其特征在于，所述S2步骤中的估计时间中存在科学误差通过增加一个时间延迟的估计值△test，将未知的时间延迟分为两部分，利用观测试验对△test进行测算，可以将这种延迟的影响进一步减小；具体分析如下：

假设△t_u,0为总的未知时间延迟中未被△test覆盖的未知分量部分，那么

△t₀＝△test+△t_u,0第一次更新的未知时间延迟

△t_n＝△test+△t_u,n第n次更新的未知时间延迟

将估计的时间延迟应用于GPS更新后的实际时间估计及其相应的误差，得出第n次GPS定位的实际接收时间估计：

T_Nav,n＝T₀+Δt_Nav+Δt_acr,0+Δt_est按导航服务器时间估算

T_GPS,n＝T₀+Δt_GPS+Δt_acr,n+Δt_est按GPS时间估算

估计时间误差：

T_n+1-T_Nav,n＝Δt_u,0按导航服务器时间估算

T_n+1-T_GPS,n＝Δt_u,n按GPS时间估算

经过的时间导致的估计时间差异为：

T_GPS,n-T_Nav,n＝Δt_u,0-Δt_u,n

估算值△test接近实际时间延迟△t₀△t_n，则误差值为△test，表示为Δt_n＝0Δt_n＝Δt_est+Δt_u,n；其中Δt_u,n0，

则|Δt_u,n|＝Δt_est。