[发明专利]一种基于关键星的GBAS完好性风险分配方法

说明书

本发明提供的一种基于关键星的GBAS完好性风险分配方法，包括：从某一时刻的星历读取数据，确定某一时刻的关键星、关键星对，以及关键星组的个数；在H2假设下，利用关键星对或关键星组中卫星的故障概率对完好性风险进行分配，其中，利用关键星对或关键星组中卫星的故障概率分配的完好性风险，包括双接收机故障引发的完好性风险，和测距源故障引发的完好性风险；在H0和H1假设下，利用非关键星的故障概率对完好性风险进行分配；根据H0、H1和H2假设下的完好性风险分配，制作完好性分配表。本发明提供的一种基于关键星的GBAS完好性风险分配方法，降低保护级计算值与误差真实值存在的冗余度，提高预设的保护级风险值，提高系统的可用性。

技术领域

本发明涉及卫星导航增强技术领域，特别涉及一种基于关键星的GBAS完好性风险分配方法。

背景技术

全球导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是全球重要的导航源。而在民用航空领域内导航系统的几个重要指标为完好性、连续性、精度、可用性。其中完好性作为一个核心指标，是保障民用航空中飞机精密进近与着陆阶段安全性的关键。完好性是一种与置信度有关的质量指标，能衡量在系统出现故障时及时反应的能力，即有效地通知用户做相应准备的能力。完好性是一个比精度更加重要的指标，因为离开安全谈精度是没有意义的，离开完好性的精度是不能应用于实际的。

为此，全球的科研工作者为了提升民用导航完好性，提出并建设了各类导航增强系统，如美国建立了国家差分GPS系统(Nationwide Differential Global PositioningSystem,NDGPS)，局域增强系统(LocalArea Augmentation system,LAAS)，广域增强系统(Wide Area Augmentation system,WAAS)，印度的GPS辅助型近地轨道增强系统(The GPSAided GeoAugmentedNavigation，GAGAN)，欧盟的欧洲地球静止导航重叠服务(EuropeanGeostationaryNavigation Overlay Service，EGNOS)和俄罗斯的差分校正和监测系统(System of Differential Correction and Monitoring，SDCM)等，我国独立研发的北斗增强系统。

在涉及地基增强系统(Ground-basedAugmentation system，GBAS)完好性时，经常使用以下几个指标：告警时间、告警限、保护级以及风险。国际民航组织(InternationalCivilAviation Organization，ICAO)在其标准文件附件10指出，风险是地面子系统提供的一种概率信息，其描述的是当无故障的参考接收机处理数据时，若使用任何GBAS机载信息，导致侧向或垂向相对位置误差超过了允许范围(告警限)，但却不能在最大告警时间内做出相应反应的事件。即定位本身的误差高于相应告警限，且没能在告警时间内告警，就会产生完好性风险，风险可能会造成灾难性的事故，必须予以重视。在民航中完好性风险与所处的飞行阶段有关，例如包括航路飞行阶段(1×10-7/小时)，精密进近阶段(2×10-7/150s)，自动着陆阶段(1×10-9/30s)。保护级指依据给定置信概率，可得到的垂直或水平方向的定位误差置信限值，经常与告警限作比较。

对于GBAS系统的系统结构，一般含有三类子系统：产生测距信号的卫星子系统、含有接收机且能提供甚高频VDB数据广播的地面子系统、用于接收和处理空间信号的机载设备的机载子系统，其信息通过移动网络、专线网络或其他网络进行交互传输。