基于极值理论的地基增强系统完好性评估方法

针对地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)完好性风险事件的极端性而导致的无法通过风险事件发生频率评估系统性能的问题,提出一种基于极值理论的GBAS完好性评估方法。根据机载端(位置域)输出的位置误差和保护级计算安全系数,并利用区间极大值模型对安全系数进行建模描述以获得其分布模型;利用极大似然法估计安全系数模型参数,进而利用模型外推法计算GBAS完好性风险值。给出GBAS完好性评估流程,并利用GBAS系统进行了验证实验。研究结果表明:对于C类GBAS进近服务而言,基于全球定位系统(Global Position System,GPS)增强GBAS和基于北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)增强GBAS可用性均大于99.9999%;对于F类GBAS进近服务而言,BDS GBAS可用性能要优于GPS GBAS;根据7 d观测数据外推得到的GPS GBAS垂直和侧向完好性风险值分别为4.557×10^(-8)/进近和5.152×10^(-8)/进近,BDS GBAS垂直和侧向完好性风险值分别为1.612×10^(-7)/进近和1.823×10^(-7)/进近,满足航空器终端区I类进近与着陆导航性能需求。

北斗卫星导航地基增强系统设计与测试分析

文章首先回顾、总结了全球卫星地基增强系统的产生、发展和演化情况,介绍了我国北斗卫星地基增强系统的现状;其次,对网络RTK的误差和影响定位精度的因素进行了剖析研究,并以新疆地区为例,分别将北斗卫星地基增强系统与移动网络定位和GPS系统定位精度进行对比;最后,将北斗系统与GPS系统组合定位精度进行评估,探索北斗卫星地基增强系统的定位效果。

地基增强系统(GBAS)飞行试验分析

作为一种新型的、基于卫星导航系统的精密进近和着陆系统,地基增强系统(Ground Based Augmentation System,GBAS)与其他传统的地基无线电精密进近和着陆系统在系统构成和应用上有很大的不同,因此,GBAS系统飞行校验的方法和校验内容也和这些传统的系统不一样。本文分析了在国内多个机场进行GBAS飞行试验的数据结果并据此对GBAS地面子系统的性能进行评估。结果显示GBAS系统可以满足CATI进近和着陆导航系统的精度要求,VDB信号覆盖和数据连续性也可以满足试验要求。

地基增强系统（GBAS）飞行验证方法研究

为改善终端区导航服务性能，支持GPS差分精密进近和着陆，国际民航组织提出了地基增强系统（GBAS）。为验证地基增强系统是否满足民用航空运行标准，需要对其进行飞行验证。本文详细讨论了对GBAS系统的飞行验证过程，包括地面子系统和机载子系统的平台建设，以及飞行验证方法。试验结果表明被测GBAS系统符合国际民航组织颁布的GBAS运行标准，满足一类精密进近要求。

浅谈地基增强系统(GBAS)地面站选址

随着全球导航卫星系统和航空电子系统等先进技术的发展,合理利用各种导航技术,提供更加精确可靠、安全高效的导航手段,能够有效提高空中交通安全水平、空域容量和运行效率。与传统的陆基导航相比,地基增强系统(GBAS)在机场进近、着陆阶段具有较大的技术优势。文章在介绍GBAS基本原理的基础上,以国内某大型枢纽机场为例,对GBAS地面站选址进行介绍,为民航行业提供参考。

地基增强系统GBAS在精密进近中的应用分析

北斗地基增强系统 GBAS 作为我国自主研发的导航系统,已经完成基本系统的研制建设,具备为用户提供广域实施米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力。本文在分析基本加固系统的完整性及相关理论知识的基础上,结合民航未来发展应用,将理论知识通过计算和相关过程直接表达,对系统完整性理论进行了充分探索,为今后提高民航导航系统的安全性和可靠性铺平道路。

地基增强系统GBAS发展现状及优势分析

地基增强系统(GBAS)是一种基于卫星导航的新型精密进近着陆引导系统,本文介绍了 GBAS 的发展现状和基本原理,对比仪表着陆系统(ILS)和微波着陆系统(MLS)分析了 GBAS 的性能优势,并指出了 GBAS 未来的发展前景和面临的问题。

地基增强系统(GBAS)站址评估分析

GBAS在通过差分定位提高卫星导航精度的基础上,增加了一系列完好性处理算法,使机场覆盖空域范围内的配置相应机载设备的飞机获得到达I类精密进近(CAT-I)甚至更高标准的精密进近、着陆引导服务。GBAS在建设规划阶段,站址评估是确定运行GBAS性能的重要手段。主要介绍了GBAS系统的系统组成、工作原理,重点介绍了GBAS站址评估方法,并以某机场实测数据为例进行了GBAS站址评估,为后续GBAS投入应用提供了技术基础。

铁路BDS地基增强带状空间误差建模方法

铁路北斗地基增强网络是铁路精密工程重要基础设施,为线路周边区域提供全天候高精度时空基准与位置服务。铁路北斗地基增强观测网络常为带状分布,与区域面状地基增强网络存在显著的空间分布特征差异。为了实现带状网络场景下最优的位置服务性能,本文分析了铁路带状场景下距离相干模型(DIM)、线性内插模型(LIM)和最小二乘配置模型(LSC)3种空间相关误差修正数生成模型的误差传递规律,并结合实际铁路北斗地基增强网络进行高精度定位试验。结果表明:在铁路地基增强网络中,LSC网络边缘与外围位置均表现出良好的位置服务性能,平面和高程的实时定位精度优于2 cm,且随服务位置变化精度波动较小;LIM仅在网络边缘与其沿线方向处表现良好,精度可达2 cm,远离地基增强网络时,定位精度下降明显;DIM的定位精度与可靠性均较差。与区域面状地基增强网络不同,铁路带状网络场景下LSC的位置服务性能优于LIM和DIM。

北斗地基增强在地质调查领域的应用需求分析

地质调查与监测领域等主要业务在野外探勘和核查验证过程中,对导航和定位服务有明确的需求。为了摸清地质调查与监测领域对北斗增强服务的不同需求,评估其应用效果,面向地质矿产资源调查、矿山执法监测、地质环境调查与监测三大主体业务,全面分析了各业务对导航定位精度、服务频率、通信服务等方面的详细需求,设计了不同比例尺的业务导航定位增强产品,明确了各类增强产品的精度、服务对象、播发方式、服务范围等,为提高野外工作效率、保障野外作业安全、实现导航系统国产化提供了新的技术方法。

GBAS数据回放系统技术研究及实现

随着全球导航卫星系统(GNSS)地基增强系统(GBAS)在机场的长期使用,能够实现回溯历史数据、模拟卫星系统故障、进行GBAS运行性能的验证分析和问题定位,就显得很有必要,而如何使用GBAS系统记录的历史数据是实现以上功能的先决条件。通过研究实现了一套针对于GBAS原始数据的数据回放系统,方便了GBAS系统后期历史场景复现、问题定位和系统的性能验证和分析。

融合区域似大地水准面的雄安新区北斗地基增强系统建设研究

针对传统CORS用户获取正常高需要进行事后转换,服务效率低下的问题,雄安新区基于厘米级似大地水准面精化成果和连续运行基准站,以及海量高并发实时双向通信技术和正常高格网服务新模式,建立融合区域似大地水准面的雄安新区北斗地基增强系统,实现平面坐标、正常高一体化实时服务。将极大地改善传统高程测量作业模式,从而使费用高、难度大、周期长的传统高精度水准测量工作量减少到最低限度。

北斗GBAS着陆系统信号覆盖评估方法

提出了北斗地基增强系统(Ground-based Augmentation Systems,GBAS)的着陆系统(GBAS Landing System,GLS)信号覆盖评估方法,从卫星对地覆盖及甚高频数据广播电台(VHF Data Broadcast,VDB)信号覆盖两方面进行评估.卫星对地覆盖评估中首先利用网格点分析法和视函数法评估卫星对地覆盖重数及4个覆盖性能指标:覆盖百分比、最大覆盖间隙、平均覆盖间隙及时间平均间隙,然后从用户角度分析卫星覆盖问题(卫星可见性).VDB信号覆盖评估中,对电磁波传播过程综合考虑了地球曲率及地形影响.另外,综合考虑目标机场的卫星可见性及VDB信号覆盖范围,结合美国联邦航空管理局规定的VDB信号最小覆盖空域,给出了本文评估方法在VDB选址中的应用.仿真结果表明该方法可以合理确定北斗GLS信号的覆盖情况及VDB位置.

天津市北斗地基增强系统性能测试及分析

本文针对天津市北斗地基增强系统进行了性能测试。测试内容包括时间可用性、空间可用性、静态定位精度、RTK定位精度。测试结果表明,天津市北斗地基增强系统满足全天候95%覆盖全天津市域的毫米级事后静态定位和厘米级RTK定位精度要求,GPS+BDS组合较单GPS、单BDS在静态或动态RTK定位具有更高精度和可靠性。

铁路北斗地基增强系统构建及基准站选址研究

通过分析卫星导航系统在我国铁路领域的应用现状,结合北斗地基增强系统的技术特点,提出了构建铁路北斗地基增强系统的设想,并进一步论述了铁路北斗地基增强系统的系统构架及组成,综合分析了北斗卫星高精度定位技术在铁路行业的应用领域,详细阐述了在铁路行业建设北斗卫星地基增强系统基准站的选址原则、步骤和观测数据处理与分析方法,为今后铁路北斗地基增强系统基准站建设提供参考。

地基增强系统发展及应用

从GNSS定位原理出发,总结了GNSS定位误差的来源,并以GPS为例介绍了WAAS、LAAS、JPALS、CORS、伪卫星、LOCATA等几种增强系统及独立定位系统,指出了各个系统的优缺点和仍需解决的问题以及系统的应用领域,为北斗的地基增强系统建设提供参考。

GPS地基增强系统简介及其性能仿真验证

GPS地基增强系统主要用于增强卫星导航系统信息的完好性和提高导航精度,为飞机的精密进近和着陆导航提供服务。介绍了GPS地基增强系统组成结构、服务类型和主要服务信息种类,进而对信息完好性进行了简单说明。然后对GPS地基增强系统的误差源进行了简单描述,根据误差源模型建立地基增强系统的完好性数学模型。最后以A320飞机为飞行平台,通过仿真飞机在着陆过程中的水平保护级和垂直保护级,评估地基增强系统的性能。通过仿真分析,GPS地基增强系统能够满足CATⅢB类的精密进近和着陆导航要求。

基于北斗的地基增强系统飞行试验性能

地基增强系统(GBAS)以其全天候、减少飞行成本、提高机场吞吐量等优点,被视为下一代民航飞机主要的进近和着陆引导方式。在详细分析国内外基于GPS的GBAS系统相关资料的基础上,构建了基于北斗的GBAS系统,并在黑龙江鸡西市鸡西机场(JXA)进行了基于北斗GBAS的飞行实验。通过对基于BD与GPS的地基增强系统监测数据及保护级数据处理与对比分析,实验结果初步表明北斗卫星可以代替GPS作为中国下一代的GBAS导航源,并且本系统计算的完好性数据能够满足RTCA(航空无线电技术委员会)规范中对CATI类进近要求的定义。

三家北斗地基增强系统的高精度定位服务性能对比分析

北斗地基增强系统是推广高精度“北斗+”应用的重要基础设施。本文首次研究千寻位置、六分科技及中国移动3家覆盖全国的北斗地基增强系统的定位服务性能,通过对2021-07-21~22采集的2次8~9 h观测数据进行分析,得到以下结论:1)千寻位置和中国移动的官方推荐挂载点支持BDS-2三频信号和BDS-3双频信号(B1I、B3I),六分科技支持BDS-2和BDS-3双频信号(B1I、B3I);2)3家北斗地基增强系统都能提供100%的北斗数据完整率;3)静态基线结果表明,3家北斗地基增强系统虚拟基站组成的闭合环相对误差均小于2×10^(-6);4)单历元RTK解算结果表明,3家北斗地基增强系统均能够提供水平向优于3 mm、垂直向优于9 mm的内符合精度,但不同北斗地基增强系统之间存在cm~dm级的定位结果偏差,因此不建议在RTK作业时使用不同的北斗地基增强系统。

基于北斗的地基增强系统多基准一致性检验算法

针对地基增强系统GBAS中传统基于极大似然估计准则的多基准一致性检验(MRCC)算法无法有效区分基准站接收机故障来源问题,开展了GBAS地面系统MRCC算法研究。对GBAS B值理论进行分析,给出了一种能够有效确定接收机故障来源的MRCC算法处理流程,并提出了一种基于高斯膨胀法的B值门限值计算方法。利用GBAS原型系统进行了验证实验,结果表明:当地面系统接收机无故障时,计算得到的所有基准站B值在门限值以内,通过一致性检验,一旦某个基准站接收机发生故障,则能够有效识别该故障,且当移除故障接收机后,剩余基准站的B值能够恢复到正常范围以内,验证了所提出方法的有效性。