[發明專利]一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法

有效

• 申請號: 202210580017.3
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114879229B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳岳洲;劉亮;傅強;張先浩;羅銀輝;何止戈;劉芳;趙精博;賈詩雨;楊建雷
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/37
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

本發明公開了一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，針對機場GBAS系統監測衛星導航信號的場景，首先利用GBAS地面參考接收機完成衛星導航信號的接收，將衛星導航數字化信號進行載波多普勒剝離，利用本地偽碼判決得到每個積分周期的導航電文符號，實現對多個積分周期的剝離電文后零中頻基帶信號累加，利用累加后的零中頻基帶信號完成相關曲線計算，再將相關曲線進行不同采樣長度延遲的循環移位處理，與未移位的相關曲線相減，提取相減結果中相關峰值所在區域的序列并進行擬合求根，最終通過比較判決完成監測信號畸變的檢測告警。本發明可快速檢測影響定位服務的衛星導航信號畸變，提升了機場GBAS系統的應用安全，保證了高精度高可信陸基增強引導。

技術領域

本發明涉及衛星導航信號質量監測評估技術領域，具體為一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法。

背景技術

GBAS(Ground?Based?Augmentation?System，地基增強系統)，最早由國際民航組織提出，從現有陸基導航系統過渡到星基導航系統，通過衛星導航差分定位提升定位導航精度，并增加了一系列完好性監視算法，提高系統完好性、可用性、連續性的指標，使機場覆蓋空域范圍內的配置相應機載設備的飛機獲得到達I類精密進近(CAT-I)甚至更高標準的精密進近、著陸引導服務。

GBAS系統中最重要的設施就是地面參考站，主要完成對所在區域可見的導航衛星信號的監測接收，并形成差分信息播發給衛星。然而由于導航衛星信號在生成過程中，可能會由于鏈路器件受環境變化和元器件非線性影響，將產生頻率色散、時延緩變、頻率/通道一致性失真，導致真實信號的多維度屬性分析結果模糊化，嚴重影響地面參考站生成差分信息的質量，給進近引導定位帶來很大的風險。

因此本專利發明一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，可以有效的快速監測導航衛星信號畸變并及時告警，保障機載用戶的定位精度和完好性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法。本方法主要針對機場GBAS系統監測衛星導航信號的場景，快速檢測影響定位服務的衛星導航信號畸變，提升了機場GBAS系統的應用安全，保證了高精度高可信陸基增強引導。具體方案如下：

一種適用于GBAS系統的衛星導航信號畸變檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：利用GBAS地面參考接收機完成衛星導航信號的接收，并將通過AD芯片的數字化信號進行載波多普勒剝離，得到零中頻基帶信號；

步驟2：將每個積分周期的零中頻基帶信號和本地偽碼作相乘求和，判決得到每個積分周期的導航電文符號，并根據符號正負剝離零中頻基帶信號中的導航電文，并對剝離電文后多個積分周期的零中頻基帶信號進行累加；

步驟3：將累加后的零中頻基帶信號與本地偽碼作相關運算，得到相關曲線，并對相關曲線進行內插擴充處理；

步驟4：將內插擴充處理所得相關曲線進行不同采樣長度延遲的循環移位處理，并與移位前的相關曲線相減，提取相減結果中相關峰值所在區域的序列，并對該區域進行擬合，計算擬合方程的根；

步驟5：選取所有不同采樣長度延遲下的擬合方程根結果最大值，如果最大值大于設定閾值，則GBAS系統完成該時刻監測信號畸變的檢測告警。

進一步的，所述步驟1中：

GBAS地面參考接收機AD芯片原始采樣的數字化信號為A(n)，剝離載波后的零中頻基帶信號為：

其中，f_c為信號中心頻率，f_d為接收機估計信號多普勒頻率，為接收機估計載波相位，f_s為信號采樣率，n為信號周期數，exp[]表示以自然常數e為底的指數運算。

更進一步的，所述步驟2具體包括步驟：