[發明專利]基于非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置

有效

• 申請號: 201611100653.2
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106707308B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 王志鵬;朱衍波;辛蒲敏;鄭磊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S19/28
• 分類號: G01S19/28
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司11205
• 代理人: 楊澤,劉芳

技術領域

本發明涉及衛星導航技術，尤其涉及一種基于非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法和裝置。

背景技術

全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System，簡稱：GNSS)通過衛星系統為用戶提供高精度的導航服務。隨著民用航空使用GNSS的精密導航進入快速發展和應用階段，民用航空對于導航精度和完好性等性能的要求的逐漸提高，GNSS除了包括核心導航衛星星座之外，還包括衛星導航增強系統。其中，衛星導航增強系統是為提升民航運行的完好性，滿足民航應用安全需求而產生的衛星導航增強技術的具體實現。地基增強系統(Ground-Based Augmentation Systems，簡稱：GBAS)是衛星導航增強系統的一種，GBAS通過導航星座內的衛星實現導航定位，GBAS對GNSS進行差分校正和完好性監測，以提供安裝機場周邊大約23海里半徑范圍內的導航和精密進近服務。

現有技術中，由于單頻單星座GBAS會產生的差分殘余電離層誤差，實際應用中多使用多頻多星座GBAS進行導航定位，即，使用多個星座中不同頻率上的多個衛星共同實現導航定位，使得GBAS導航定位時衛星的數目增多，改善了GBAS的星座結構，提高了GBAS的性能。

采用現有技術，當多頻多星座GBAS內衛星達到一定數目后，GBAS性能不會繼續改善，反而會引入更大的非標稱對流層誤差，降低了定位精度。

發明內容

本發明提供基于非標稱對流層誤差的多星座地基增強系統(Ground-Based Augmentation Systems，簡稱：GBAS)選星方法和裝置，通過確定GBAS中一定的衛星數目，降低了GBAS中的非標稱對流層誤差，從而提高了定位精度。

本發明提供一種基于非標稱對流層誤差的多星座GBAS選星方法，包括：

獲取第一衛星子集，所述第一衛星子集包括所述GBAS可見的N顆衛星，所述N為大于1的整數；

根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，所述第一參數為包絡標稱對流層下定位域誤差的垂直保護級，所述第二參數為包絡非標稱對流層誤差的垂直保護級，所述M為大于等于1的整數，且所述M小于等于所述N；

根據所述第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對所述第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，后N-M顆衛星放入第三衛星子集；

根據所述第二衛星子集和所述第三衛星子集獲取目標衛星子集，所述目標衛星子集中包含M個衛星，其中，M-1個衛星與所述第二衛星子集中的衛星相同和1個衛星與所述第三衛星子集中的衛星相同，所述目標衛星子集為垂直保護級VPL最大的衛星子集。

在本發明一實施例中，所述根據所述第一衛星子集中每顆衛星的非標稱對流層誤差對所述第一衛星子集中的衛星進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，后N-M顆衛星放入第三衛星子集，包括：

獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，并將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，后N-M顆衛星放入第三衛星子集。

在本發明一實施例中，所述獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差的膨脹Sigma值，并將所述第一衛星子集中的衛星根據所述膨脹Sigma值由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，后N-M顆衛星放入第三衛星子集，包括：

獲取所述第一衛星子集中每顆衛星的包絡非標稱對流層誤差μ_i，其中，μ_i＝TC_non-trop＝TC_a-TC_g，TC_a為機載端的對流層延遲，TC_g為地面站的對流層延遲；

獲取所述μ_i的估計值其中

獲取所述μ_i的膨脹Sigma值σ_non-nom-trop，其中K_ffmd是無故障漏檢倍數，N為所述第一子集中衛星數目，θ為衛星的高度角；

根據所述σ_non-nom-trop對所述第一衛星子集中的衛星由小到大進行排序，將前M顆衛星放入所述第二衛星子集，后N-M顆衛星放入第三衛星子集。

在本發明一實施例中，所述根據第一參數和第二參數確定第二衛星子集中衛星的個數M，包括：