[發明專利]基于模糊度固定的雙頻GBAS電離層空間梯度監測方法

在審

• 申請號: 202210878063.1
• 申請日: 2022-07-25
• 公開（公告）號: CN115291248A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 趙精博;蔚保國;王垚;惠沈盈;郝碩;應俊俊;王振華;趙勝;盛傳貞;劉孟江;張志新;劉亮;楊建雷
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G01S19/08
• 分類號: G01S19/08;G01S19/07;G01S19/29
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶;曲佳穎

1.一種基于模糊度固定的雙頻GBAS電離層空間梯度監測方法，基于M個分散部署的雙頻GBAS參考接收機上報的GNSS數據實現，M大于2，雙頻頻點編號為L1和L2；其特征在于，包括以下步驟：

(1)選取雙頻GBAS參考接收機上報GNSS數據包括的公共衛星，并將任意2個衛星和任意2個雙頻GBAS參考接收機進行組合，構成多個虛擬監測單元；

(2)對任意一個虛擬監測單元，基于M-W方法與星地幾何雙差結合估計單頻雙差模糊度，基于單頻雙差模糊度和星地幾何雙差值估計單頻雙差殘差；

(3)對于任意一個檢測衛星，選取相關的全部虛擬監測單元，并以2個公共的雙頻GBAS參考接收機為準則，將選取的虛擬監測單元分為組，對于每一組，排除絕對值最大的S個單頻雙差殘差對應的虛擬監測單元，S代表最大假設故障數；

(4)對于任意一個檢測衛星，基于步驟(3)排除后剩余的相關虛擬監測單元的單頻雙差殘差進一步估計電離層空間梯度值，并將電離層空間梯度值的絕對值與門限值進行比較，判定是否告警。

2.根據權利要求1所述的基于模糊度固定的雙頻GBAS電離層空間梯度監測方法，其特征在于，步驟(2)具體方法為：

采用M-W方法估計L1-L2雙頻整周模糊度浮點解

基于連續K個歷元的L1-L2雙頻整周模糊度浮點解求平均，并取整得到L1-L2雙頻整周模糊度固定解

基于L1-L2雙頻整周模糊度固定解與星地幾何雙差值估計L1單頻電離層延遲：

γ＝λ_L1/λ_L2

λ_L12＝λ_L1*λ_L2/(λ_L2-λ_L1)

基于L1單頻電離層延遲與星地幾何雙差值估計GBAS主用頻點L1單頻雙差模糊度固定解

基于L1單頻雙差模糊度固定解和星地幾何雙差值估計L1單頻雙差殘差

上述各式中，l、m代表雙頻GBAS參考接收機編號；i、j代表衛星編號；代表L1頻點的載波相位雙差值；代表L2頻點的載波相位雙差值；代表L1頻點的偽距雙差值；代表L2頻點的偽距雙差值；代表星地幾何距離雙差值；λ_L1代表L1頻點波長；λ_L2代表L2頻點波長；round代表四舍五入取整操作；λ_L12代表L1-L2的雙頻寬巷波長。

3.根據權利要求1所述的基于模糊度固定的雙頻GBAS電離層空間梯度監測方法，其特征在于，步驟(4)中對于任意一個檢測衛星，基于步驟(3)排除后剩余的相關虛擬監測單元的單頻雙差殘差進一步估計電離層空間梯度值，具體方法為：

對任意衛星SN構造觀測方程：

Y^SN＝E^SN*I^SN+V

Y^SN為包含衛星SN的L1單頻雙差殘差的集合，殘差中包括了隱含的電離層延遲，即:

E^SN為電離層空間梯度的映射矩陣，E^SN的某一行表示為：

[CE_l-CE_m，CN_l-CN_m]

其中，CE_l代表雙頻GBAS參考接收機l在本地坐標系下東向坐標位置；CN_l代表雙頻GBAS參考接收機l在本地坐標系下北向坐標位置；CE_m代表雙頻GBAS參考接收機m在本地坐標系下東向坐標位置；CN_m代表雙頻GBAS參考接收機m在本地坐標系下北向坐標位置；

I^SN為衛星SN的電離層空間梯度，表示為：

[I^SN_E，I^SN_N]

其中，I^SN_E代表本地坐標系下東向電離層空間梯度分量，I^SN_N為本地坐標系下北向電離層空間梯度分量；

V代表觀測噪聲；

檢測觀測方程中E^SN是否存在秩虧，如不存在，則采用最小二乘法估計I^SN

I^SN＝(E^SNT*E^SN)^-1*E^SN*Y^SN

若存在秩虧，則將I^SN視為標量，對Y^SN的所有值求平均值后除以雙頻GBAS參考接收機站間距離得到I^SN。