[發明專利]一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法

在審

• 申請號: 201810825631.5
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108828627A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 胡杰;嚴勇杰;石瀟竹;李賀;孫奇偉;單堯
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：接收機收集衛星信號，并根據GBAS完好性準則計算需要監測的完好性樣本數據；

步驟2：按衛星仰角劃分參數區間，衛星仰角范圍在0°～90°，以L°為一個區間劃分完好性樣本數據，從每個劃分區間中隨機選擇一個角度，并分別計算不同區間內所選擇角度樣本數據的均值μ_elev與標準差σ_elev；

步驟3：利用上述不同區間內所選擇角度樣本數據以及對應的均值μ_elev與標準差σ_elev擬合得到樣本數據均值與標準差多項式；

步驟4：利用多項式插值法得到衛星仰角0°～90°區間內其他角度均值μ_elev與標準差σ_elev；

步驟5：對步驟1中計算得到的完好性樣本數據進行歸一化；

步驟6：繪制步驟5中歸一化后數據的分布直方圖，并根據每個間隔點內的樣本數據與總樣本數量計算其概率密度值；

步驟7：計算膨脹因子，根據概率密度分布繪制標準正態分布的概率密度曲線，然后對上述曲線進行膨脹，得到膨脹系數為f；

步驟8：生成示警閾值，根據得到的膨脹系數f以及步驟4中多項式插值計算得到的均值μ_elev與標準差σ_elev獲得GBAS完好性示警閾值Threshold_elev。

2.根據權利要求1所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，步驟3中，所述多項式為：

y＝A₅x⁵+A₄x⁴+A₃x³+A₂x²+A₁x+A₀

式中，A_i，i＝0,1,2,3,4,5，為需要擬合的系數，x為輸入衛星仰角，y為分別為步驟2計算得到的對應的均值與標準差。

3.根據權利要求2所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，輸入衛星仰角x的選擇方法如下：按衛星仰角劃分參數區間，衛星仰角范圍在0°～90°，以L°為一個區間劃分完好性樣本數據，劃分的區間為(0°,L°]∪(L°,2×L°]∪(2×L°,3×L°]∪···∪((90/L-1)×L°,(90/L)×L°]，隨機在第一個區間選擇角度為A，以步長為L，依次選擇剩余每個區間的角度為：A+L,A+2L,….,A+(90/L-1)×L，L小于等于10，且90是L的整數倍。

4.根據權利要求1所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，所述步驟5中對采樣得到的完好性樣本數據進行歸一化處理，使得樣本數據服從均值為0，方差為1的標準正態分布。

5.根據權利要求4所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，所述歸一化處理公式為：

式中，x表示需要監測的完好性樣本數據，μ_elev和σ_elev由步驟4擬合得到，表示歸一化后的完好性樣本數據。

6.根據權利要求1所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，GBAS完好性示警閾值Threshold_elev計算方法如下：

Threshold_elev＝μ_elev±6fσ_elev

7.根據權利要求1所述的一種基于高斯膨脹法的GBAS完好性示警閾值估計方法，其特征在于，步驟7中，獲得膨脹系數f的方法如下：根據步驟6計算得到的概率密度分布情況繪制完好性樣本數據的概率密度分布圖，并在圖中繪制標準正態分布的概率密度曲線，然后對標準正態分布的概率密度曲線進行膨脹，直至膨脹所得到的曲線完全包絡樣本數據概率密度曲線兩側的所有數據，從而得到膨脹系數為f。