[发明专利]一种用于航空GPS信号延迟的估算系统及其方法有效

专利信息
申请号: 201911010513.X 申请日: 2019-10-23
公开(公告)号: CN110703286B 公开(公告)日: 2023-09-01
发明(设计)人: 丛超;杨良勇;孙闻;邴志光;曾杰;王飞;肖振飞 申请(专利权)人: 安徽华明航空电子系统有限公司
主分类号: G01S19/25 分类号: G01S19/25;G01S19/13;G01S19/41
代理公司: 芜湖众汇知识产权代理事务所(普通合伙) 34128 代理人: 谈志成
地址: 241000 安徽省芜湖市芜*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 航空 gps 信号 延迟 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:

TNav,n=T0+△tNav+△tacr,0按导航服务器时间估算

TGPS,n=T0+△tGPS+△tacr,n=Tn+△tacr,n按GPS时间估算

实际时间延迟:

Tn+1-Tn

估计时间延迟,未包含未知时间延迟:

TNav,n-Tn

估计时间的误差:

Tn+1-TNav,n=△t0按导航服务器时间估算

Tn+1-TGPS,n=△tn按GPS时间估算

由于经过时间导致的估计时间的差异

TGPS,n-TNav,n=△t0-△tn

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

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

式中:GPS更新经过GPS的时间为△tGPS(B102);导航服务器更新经过的消息接收间隔时间为△tNav(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△tn(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△tacr,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△tacr,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TnB(103);导航服务器接收第n次GPS定位的实际使用时间为Tn+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△tu,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+△tu,0第一次更新的未知时间延迟

△tn=△test+△tu,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:

TNav,n=T0+ΔtNav+Δtacr,0+Δtest按导航服务器时间估算

TGPS,n=T0+ΔtGPS+Δtacr,n+Δtest按GPS时间估算

估计时间误差:

Tn+1-TNav,n=Δtu,0按导航服务器时间估算

Tn+1-TGPS,n=Δtu,n按GPS时间估算

经过的时间导致的估计时间差异为:

TGPS,n-TNav,n=Δtu,0-Δtu,n

估算值△test接近实际时间延迟△t0△tn,则误差值为△test,表示为Δtn=0Δtn=Δtest+Δtu,n;其中Δtu,n0,

则|Δtu,n|=Δtest

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