[发明专利]一种GBAS电离层延迟梯度的双平滑伪距域检测方法

说明书

本发明涉及一种GBAS电离层延迟梯度的双平滑伪距域检测方法，属于卫星导航技术领域，解决电离层梯度检测的问题；方法包括采用两组不同的时间常数，分别对地面和飞机上观测的载波进行相位平滑滤波，得到两组差分校正值和两组平滑伪距；采用差分校正值校正平滑伪距得到两组时间常数下的差分校正伪距；将两组差分校正伪距作差后除以两倍的时间常数之差，构建出随时间变化逐渐收敛至电离层延迟梯度的检验统计量；根据检验统计量的误差分布和III类精密进近的误警率构建检验统计量的阈值；通过比较检验统计量与阈值，检测伪距观测量中是否含有电离层梯度。本发明可以实现更快速和更精确的电离层延迟梯度检测。

技术领域

本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种GBAS电离层延迟梯度的双平滑伪距域检测方法。

背景技术

全球卫星导航系统(GNSS)逐步进入现代化发展进程，民用航空导航成为其重要的发展应用方向之一。然而，将卫星导航系统应用于民用航空，必须首先使其满足民用航空对导航系统的性能需求，包括精度、完好性、连续性和可用性4个方面。对于民用航空III类精密进近，地基增强系统(GBAS)是最有潜力满足其更高需求的同时也是研究最多的局域增强系统。

GBAS通过地面子系统采用甚高频播发各个卫星的差分校正信息，飞机接收到相应信息后进行差分定位，从而提高定位精度。同时，GBAS在差分校正的基础上进行完好性监测，监测模型对不同的故障来源设计了不同的监测算法，其中对于电离层异常，采用码-载波分离(CCD)监测，通过监测码伪距和载波相位伪距之间的差值来监测电离层风暴，主要可以采用几何移动平均值(GMA)的方法估计码-载波分离，将实时监测计算出的码-载波分离值与阈值进行比较，若超出阈值则给出告警信号。但是CCD监测存在无法同时缩短检测时间和提高检测精度，在III类精密进近的需求下，更高的定位精度和完好性指标要求GBAS能够更加及时并且准确的检测出电离层异常，因此需要提出更加灵敏的电离层梯度检测方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种GBAS电离层延迟梯度的双平滑伪距域检测方法，解决在伪距域进行对电离层梯度检测的问题。

本发明提供的技术方案是：

本发明公开了一种GBAS电离层延迟梯度的双平滑伪距域检测方法，包括：

采用两组不同的时间常数，分别对地面和飞机上观测的载波进行相位平滑滤波，对地面上的载波进行相位平滑滤波后得到两组差分校正值，对飞机上观测的载波进行相位平滑滤波后得到两组平滑伪距；采用差分校正值校正平滑伪距得到两组时间常数下的差分校正伪距；将两组差分校正伪距作差后除以两倍的时间常数之差，构建出随时间变化逐渐收敛至电离层延迟梯度的检验统计量；

根据检验统计量的误差分布和III类精密进近的误警率构建检验统计量的阈值；

通过比较检验统计量与阈值，检测伪距观测量中是否含有电离层梯度。

进一步地，所述通过比较检验统计量与阈值，检测伪距观测量中是否含有电离层梯度，包括如下步骤：

判断在检测时间的阈值内计算的检验统计量是否超出阈值；是，则伪距观测量中含有电离层梯度；否，则改变飞机的飞行速度，重新计算检验统计量；若仍未超过阈值，则认为伪距观测量中不含有电离层梯度；若超过阈值，则伪距观测量中含有电离层梯度。

进一步地，所述飞行速度的变化范围为20m/s～40m/s。

进一步地，所述检测时间的阈值为1-2min。

进一步地，对地面上观测的载波进行相位平滑滤波得到差分校正值的计算过程，包括：

1)对M个设置在地面上接收机k时刻的载波观测量进行相位平滑得到接收机m对卫星n的平滑码伪距ρ_s,m,n(k)；