星基-仪表着陆系统组合进场策略研究

为适应未来空中交通流量持续快速增长的需求,提高空管运行安全水平,提出一种将星基着陆系统GLS(global navigation satellite system landing system)和仪表着陆系统ILS(instrument landing system)两种进近程序融合使用的新方法,为着陆系统创造一个更经济和精密的进场体制。通过数学建模,将GLS进近数据和ILS进近数据等效在同一个直角坐标系中,仿真计算飞机进近航迹;并求出两种导航源分别与标准航迹的对比误差。仿真和实际验证试飞数据表明,基于GILS(GNSS landing system and instrument landing system)进近体制的组合进场策略可明显提高飞机进近过程导航精度和完好性水平,并提高进近速度,提高进近安全水平。现称该组合进场策略为GILS进场策略。     

GILS组合进场策略研究

为适应未来空中交通流量持续快速增长的需求,提高空管运行安全水平,本文提出一种将星基着陆系统GLS（Global Navigation Satellite System Landing System）和仪表着陆系统ILS（Instrument Landing System）两种进近程序融合使用的新方法,为着陆系统创造一个更经济和精密的进场体制。通过数学建模,将GLS进近数据和ILS进近数据等效在同一个直角坐标系中,仿真计算飞机进近航迹,并求出两种导航源分别与标准航迹的对比误差。仿真和实际验证试飞数据表明,基于GILS（GNSS Landing System and Instrument Landing System）进近体制的组合进场策略可明显提高飞机进近过程导航精度和完好性水平,并提高进近速度,提高进近安全水平。本文称该组合进场策略为GILS进场策略。     

基于多接收机的本地监测系统监测算法研究

本地监测系统可以增强卫星导航系统的性能以满足航空用户的需求。针对目前单接收机本地监测系统在进近着陆应用中各导航性能存在的不足,提出了一种基于多接收机的本地监测系统完好性监测算法。该算法考虑了地面接收机故障对用户安全造成的影响,从而提高了系统的完好性。另外,该算法通过利用既有的增强系统完好性信息,改善了系统对本地差分修正误差的监测能力;并且通过使用卫星信号双频观测量,提高了用户的观测精度。上述优化可有效降低保护门限值,最终达到提高系统可用性的目的。应用该算法增强北斗卫星导航(区域)系统,可在我国及周边地区满足I类精密进近的性能指标要求,并且平均可用性达到95.57%。     

基于无迹卡尔曼滤波的仪表着陆系统/GBAS着陆系统/惯性导航系统组合导航融合方法

针对进近着陆过程中,仪表着陆系统(ILS)会受到空域以及外界环境的影响而产生导航偏差,影响进近着陆时导航的精度;而现在正在引进GBAS着陆系统(GLS)。提出一种将ILS和GLS分别与惯性导航系统(INS)相组合,利用改进的联邦无迹卡尔曼滤波,将其输出的位置之差作为量测值;再根据线性最小方差准则,提出了按照最优系数加权的方法融合局部导航数据,从而得到全局最优估值。相比于传统的UKF滤波算法,能有效地降低测量噪声,减小飞机降落时与标准航道的偏角误差,从而提高进近着陆引导的水平精度。     

基于准RTK的GBAS机载定位精度性能研究

摘要：地基增强系统(ground-based augmentation systems,GBAS)中机载导航定位精度和精度可靠性关系到飞机和人员的生命财产安全。因此,提出了在GBAS中使用以准载波相位差分技术（Real - time kinematic,RTK）为差分方式减小潜在误差影响的方法。RTK利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性,通过差分的方式消除了移动站观测数据中的大部分误差,与传统的差分方式相比,RTK具有更大的技术优势。通过实验验证和数据仿真结果表明：该方案的单频准RTK可实现分米级甚至厘米的高精度定位,能够为飞机的进近提供精密和稳定的导航数据,同时为机场实现GBAS CAT II/III类精密进近服务起到积极地促进作用。     

基于UKF的ILS/GLS/INS组合导航融合方法

针对进近着陆过程中,仪表着陆系统(ILS)会受到空域以及外界环境的影响而产生导航偏差,影响进近着陆时导航的精度,而现在正在引进GLS着陆系统。本文提出一种将ILS和GLS分别与SINS相组合,利用改进的联邦无迹卡尔曼滤波,将其输出的位置之差作为量测值,再根据线性最小方差准则,提出了按照最优系数加权的方法融合局部导航数据,从而得到全局最优估值。相比于传统的联邦滤波算法,能有效的降低测量噪声,减小飞机降落时与标准航道的偏角误差,从而提高进近着陆引导的水平精度。     

基于准载波相位差分技术的地基增强系统机载定位精度性能研究

地基增强系统(ground-based augmentation systems,GBAS)中机载导航定位精度和精度可靠性关系到飞机和人员的生命财产安全。因此,提出了在GBAS中使用以准载波相位差分技术(real-time kinematic,RTK)为差分方式减小潜在误差影响的方法。RTK利用了参考站和移动站之间观测误差的空间相关性,通过差分的方式消除了移动站观测数据中的大部分误差。与传统的差分方式相比,RTK具有更大的技术优势。通过实验验证和数据仿真结果表明:该方案的单频准RTK可实现分米级甚至厘米的高精度定位,能够为飞机的进近提供精密和稳定的导航数据,同时为机场实现GBAS CAT Ⅱ/Ⅲ类精密进近服务起到积极地促进作用。     

全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用

介绍了全球卫星导航系统（GNSS）在民航中的应用,包括GNSS系统的组成、增强系统完好性的方法及GNSS在我国的应用现状,提出了GNSS在我国发展的建议。     

仪表着陆系统飞行校验方法研究

仪表着陆系统（I L S）是国际上用于飞机进近和着陆的导航设备,为保证仪表着陆系统能够正常有效地运行,必须定期对其进行飞行校验。掌握好校飞的技术方法,是飞行校验能否顺利完成的关键。该文针对当前国内飞行校验基准系统的飞行校验能力和效率远远无法满足需求的现状,利用某单位拥有试飞能力的有力条件,采用国产某型运输机改装的检验飞机及其他机载接收设备,建立飞行校验基准系统,设计出适合仪表着陆系统的校验方法,地面调试人员配合校验飞机对仪表着陆系统进行调整,使其达到完好的工作状态,通过飞行校验。     

北斗卫星导航系统对定位测量数据的影响

北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航系统,然而北斗卫星导航系统对GNSS测量数据精度有何影响的研究较少,本文主要研究有无北斗卫星导航定位系统参与下,对GNSS测量数据的点位中误差及点位精度所带来的影响。研究表明,在有北斗的参与下,数据的点位中误差明显偏小,更接近已知点位的坐标,且数据质量稳定。     

基于GPS的仪表着陆系统飞行检验建模

GPS是新一代卫星导航与定位系统,它定位精度高,具备提供多维的时空位置速度信息及连续导航能力。文中根据GPS定位原理、飞行动力学理论及仪表着陆系统信号体制,建立了以GPS作为基准系统的ILS飞行检验模型,为进一步的研究提供指导。     

航天测量船组合导航系统在某型号测控任务中的应用

分析了INS、ESGM、GNSS导航系统和测量船某型号测控任务的特点.分析了INS/ESGM/GNSS组合导航系统的优势.通过工程实际应用对测量船航向误差进行分析修正和补偿,测量船航向取得了很高的精度.该技术在航天测量船执行某型号测控任务中通过光电经纬仪航向校验,能长期有效地保证航向精度和系统的稳定性.对测量船成功完成某型号测控任务具有重大意义.     

多模卫星导航信号误差分析

多模卫星导航接收机信号模拟器关键技术涉及对导航信号误差的模拟.基于对目前全球导航卫星系统(GNSS)技术发展状况的了解和对系统的脆弱性分析,从影响接收机定位精度的数据源信号及信号传输过程中的误差特性入手,逐一对误差的性质、大小及对测量产生的影响进行了详细研究,给出静态误差模型的具体计算过程.最后介绍了高动态环境下误差模型的一般研究方法.     

多模GNSS天线技术研究与设计

全球卫星导航系统（GNSS）因其覆盖范围广、通信容量大、传输质量好等优点,在航空、航海、测绘、授时及信息服务等领域发挥了至关重要的作用.天线作为卫星导航系统的必不可缺的一部分,其性能的好坏将对整个导航定位系统产生重大影响.本文采用层叠贴片并结合调谐枝节技术,设计了多模GNSS圆极化天线.通过在上层方形贴片上插入长度不同的枝节,实现了GNSS高频段的圆极化,并且在下层方形贴片插入枝节来满足GNSS低频点的右旋圆极化工作模式.理论分析和仿真结果证明所提出的多模圆极化天线可满足卫星导航终端用户机的多系统定位需求.     

卫星导航系统自主导航技术研究与验证

本文结合全球卫星导航系统自主导航技术发展现状,介绍了自主导航能力的发展特点及重要作用,分析设计了卫星导航系统自主导航体系架构,并对自主导航关键的时空基准保持技术进行了分析,提出了基于星间观测的完全自主导航的滤波算法、滤波状态噪声协方差信息选择方法及自主导航星载数据处理方法.论证了基于地面观测数据(锚固站)的半自主导航方法,比较了不同锚固站分布、数量及观测周期对自主导航性能的影响,并利用一套地面仿真试验系统验证了自主和半自主模式下的精密定轨和时间同步精度,可为卫星导航系统自主导航设计提供参考.     

基于恒星敏感器的组合导航技术在极地飞行保障中应用的仿真分析

在民航极地航线的快速发展背景下,针对民航客机极地飞行时存在的导航保障能力不足问题,提出了将基于恒星敏感器的天文导航系统(celestial navigation system,CNS)引入民航中,与现有机载惯导系统(inertial navigation system,INS)和全球卫星导航系统(global navi...     

航空无线电导航系统仿真研究

航空无线电导航系统的全数字仿真是飞行检验仿真的重要基础,也是通信系统综合仿真系统的重要组成部分。分析了航空无线电导航系统及其仿真的特点和Matlab/Simulink在建模仿真中的特点,以及它与高层体系结构HLA的兼容性方面所表现出的强大的可扩展性和可重用性的优点,说明了在通信系统综合仿真系统中,利用Matlab/Simulink对无线电导航系统进行建模仿真的可行性,并利用Matlab/Simulink软件对航空无线电导航系统的仿真进行了初步探讨,建立了米波仪表着陆系统的地面航向信标、天线分配网络、空间信号合成和机载接收分系统的Simulink模型,得出了正确的波形。提出了将仪表着陆系统的Simulink模型加入基于HLA的通信系统综合仿真系统联邦的解决方案。     

现代GNSS信号捕获性能评估理论与应用

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的应用越来越广泛,几乎涉及国民经济和社会发展的各个领域.作为导航系统设计的重要环节,GNSS信号性能评估工作受到了广泛关注.本文以单点检测为基础,建立GNSS信号统计检测的理论模型,提出了综合调制方式、搜索步长和捕获算法的捕获性能评估方法.针对BOC(Binary Offset Carrier),MBOC(Multiplexed Binary Offset Carrier)和AltBOC(Alternative BOC)等的匹配捕获、无模糊捕获算法的整体检测性能和主峰、边锋检测性能进行评估,给出定量分析结果.搜索步长固定时,BOC,MBOC和AltBOC调制信号的自相关函数多峰特性会导致捕获性能下降,而且副载波速率越高性能下降越明显.虽然BPSK-like和SCPC(Sub Carrier Phase Cancellation)等无模糊捕获算法会带来一定程度的信号功率损耗,但却能有效提高BOC信号的捕获性能.     

卫星导航定位系统(一)

简要介绍了中国的北斗卫星导航定位系统、俄罗斯的卫星定位系统、美国的全球卫星导航定位系统(GPS)及欧洲的“伽利略”系统的基本性能。