组合GPS和GLONASS在民航中应用的研究

研究了ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ在民用航空中的应用前景。分析了组合ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ所具备的可用性、精确性和完整性潜力。组合ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ在我国民航中具有重要的技术与战略意义。提出了一种集成１２通道ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ接收机的结构与实现。射频前端部分采用３级变频将ＧＰＳ和ＧＬＯＮＡＳＳ信号变至中频并采样为同相与正交样本。数字处理部分对各样本加以积累与处理,解调卫星的导航电文。在导航解算中结合了ＷＧＳ－８４和ＰＺ－９０坐标系之间的转换。     

全球导航卫星系统及其发展趋势

本文简要叙述了全球导航卫星系统（ＧＮＳＳ）的发展背景及其基本系统，介绍了ＧＮＳＳ的技术考虑和发展趋势。     

GLONASS的评述和发展

导航星全球定位系统不是仅供城市中应用,尽管目前所发射的卫星数目还不够,但在民用独立定位精度方面,俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ明显要优于目前加有ＳＡ的ＧＰＳ定位精度,在本文中,我们将简要评述ＧＬＯＮＡＳＳ的技术特性,并同ＧＰＳ进行比较和对照,我们还将评估ＧＬＯＮＡＳ目前的发展和性能,并且简要描述ＧＬＯＮＡＳＳ和综合ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ兼容接收机。     

21世纪AMSS／GNSS空间段发展方向兼论卫星资源国际共享问题

航空移动卫星系统（ＡＭＳＳ）空间段采用单一的ＧＥＯ轨道卫星，未来将有ＭＥＯ和ＬＥＯ轨道卫星加入运行，仍然不排斥ＧＥＯ轨道卫星的使用。全球导航卫星系统（ＧＮＳＳ）空间段采用ＭＥＯ轨道卫星，未来将仍然以ＭＥＯ为主，可能有ＨＥＯ轨道卫星加入运行。２１世纪的空间段将为不同轨道卫星的多星座组合，采用一星多用、星座共用，形成多功能卫星和多功能星座。和平时期卫星资源的国际民间共建共营共享将更为普遍，要有全球观点，国内各行各业要有全局观点，对监测和增强系统统一筹建共用系统，防止分散投资、重复建设     

加强GNSS应用的实施力度

加强ＧＮＳＳ实施是近期新航行系统实施工作的要求近年来，根据国际民航组织全球新航行系统过渡实施规划和建议，以及欧美各主要国家具体实施情况，中国民航按照其自身实施政策和分系统技术政策要求开展了一系列应用和试验工程项目。目前ＶＨＦ数据链建设应用、ＣＮＳ／ＡＴＭ航路Ｌ８８８、ＧＮＳＳ完好性试验、ＨＦ数据链试验、澳门ＬＡＡＳ可行性研究已经告一段落。截至今年底，西部航路工程已全面完成，安装在乌鲁木齐、兰州、成都和昆明的自动相关监视工作站系统和相应的通信设备、线路均正常工作，为Ｌ８８８航路提供了数据链通信和监…     

组合系统接收机自备完善性监测和导航性能研究

本文根据ＡＲＰ准则研究了不同数量卫星发生硬故障、飞机非精密进场或终端航行时，ＧＰＳ／气压高度表组合系统和ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高度表组合系统接收机自备完善性监测（ＲＡＩＭ）和导航解的可用性。结果表明：ＧＰＳ／气压高度表组合时，ＲＡＩＭ性能不能满足ＴＳＯ－Ｃ－１２９的规定；而ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高度表组合系统可作为辅助导航系统用于飞机非精密进场或终端航行。这两种组合系统都有较好的导航性能     

GPS组合系统接收机自备完善性监测和导航性能研究

本文根据ＡＲＰ准则研究了不同数量卫星发生硬故障，飞机非精密进场或终端航行时，ＧＰＳ／气压高度表组合系统和ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高度表组合系统接民睡机自备完善性监测（ＲＡＩＭ）和导航解的可用性，结果表明：ＧＰＳ／气压高度时组合时，ＲＡＩＭ性能不能满足ＴＳＯＣ－１２９的规定；而ＧＰＳ／ＧＬＯＮＡＳＳ／气压高主工表组合系统可作为辅助导航系统用于飞机非精密进场或终端航行，这两种组合系统都有较好的导航     

全球卫星导航系统的近期进展

２０世纪末,卫星导航发展势态出现了ＧＬＯＮＡＳＳ星座维持困难,ＧＰＳ推行现代化计划和欧洲Ｇａｌｉｌｅｏ计划出台三大新闻。有望于２０１０年左右Ｇａｌｉｌｅｏ星座和ＧＰＳ星形成互补和卫为余度。最近,美国国会削减ＧＰＳ预算,在ＧＰＳ民用进展上投下阴影,ＧＰＳ单一导航手段暂难实行,有利于欧洲争取时间,积极筹措Ｇａｌｉｌｅｏ系统。     

中国民航实施卫星导航的当前策略探讨

论述了全球卫星导航系统（ＧＮＳＳ）将取代所有传统的陆基无线电导航系统的背景和目标以及当前的策略、在实施早期应用的同时应采取必要的增强措施和安全保障     

RECONFIGURABLE FLIGHT CONTROL SYSTEMS DESIGN

ＲＥＣＯＮＦＩＧＵＲＡＢＬＥＦＬＩＧＨＴＣＯＮＴＲＯＬＳＹＳＴＥＭＳＤＥＳＩＧＮＧＥＴｏｎｇ（葛彤）（ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ，２０００３０，Ｃｈｉｎａ）ＤＥＮＧＪｉａｎｈｕａ（邓建华）（Ｎｏｒｔｈｗｅｓ...     

天象一号低轨导航增强系统研究与在轨试验验证

如何实现GNSS全球瞬时高精度服务一直是GNSS领域的迫切需求和研究热点.采用低轨导航增强技术体制,利用低轨卫星运动几何变化快的特点,解决GNSS精密单点定位快速收敛问题和性能提升问题,是GNSS高精度定位服务未来发展的重要方向.从全球瞬时高精度服务内涵出发,阐述了天象一号低轨导航增强试验系统的技术体制,包括系统工作模...     

Federal Radionavigation Plan-pie in the sky for civil aviation?

The Federal Radionavigation Plan states that all present navigation and landing guidance facilities will be retired starting in 2005, and full dependence for these functions will be placed on augmented GPS. Once this is implemented, civil aviation will be totally vulnerable to terrorist jamming of the GPS signals over wide earth areas with widespread disruption of air traffic and potential disasters. It has become apparent that the use of GPS/GNSS is complex and expensive for the required civil aviation functions. It is clear that a different system form is needed for civil aviation, a redundant satellite/ground based system that will prevent it from being a jamming target while providing ATC surveillance, area navigation, collision warning/avoidance, high-speed data link and Category I landing guidance globally, plus precision Category III guidance in the terminal areas as needed. Such a system will be described     

全球导航完好性通道（GNIC）方案讨论

国际民航组织(ICAO)将采纳 GPS GLONASS INMARSAT 联合组成的 GNSS 系统供全球导航使用。对系统的增强和完好性监控是至关重要的问题。本文介绍近年来提出的各种地面完好性监控通道(GIC)的方案,包括地面监测台网、地面数据传输的通信链路和卫星转发。重点阐述 INMARSAT 提出的静止卫星加发导航信号的重叠(IGO)概念和全球性完好性监测台网(IMN)。然后进行比较和讨论,并提出需进一步跟踪研究。     

INS/GNSS组合导航系统空中快速对准方法

针对机载惯性/全球导航卫星系统(INS/GNSS)组合导航系统地面静基座对准时间较长、航向对准精度较低以及惯导空中故障重启后无法快速得到精确姿态信息重新进入导航状态等问题,提出一种快速初始对准方法。该对准方法基于惯性导航比力方程,利用GNSS的定位、测速信息与惯性测量组件(IMU)的输出信息解算载体姿态信息,并结合遗传-牛顿算法与求和自回归滑动平均(ARIMA)模型卡尔曼滤波信号降噪技术提高姿态信息的解算精度。基于实测飞行数据的解算验证了该方法的有效性、对准精度以及在实际工程应用中的优越性。     

惯性／卫星组合导航开发平台的可视化仿真和实现

对惯性/卫星组合导航开发平台的可视化仿真及其实现进行了研究。该开发平台采用Visual++6.0语言进行编程,可进行实时导航动画显示,对惯性导航、GNSS及多种组合模态进行仿真运行,其结构和参数可由操作者根据实际情况选择或自行设定;特别针对不同的应用对象,可灵活地设置航迹和航路点,因此有较高的应用价值和实用意义,不失为设计组合导航系统的有力工具,在实际应用中对惯性/卫星组合导航系统研制和设计具有前瞻性和指导性。同时,模块化设计使该软件中的核心算法已方便地移植应用于实际工程组合导航系统中,收到了很好的效果。     

一种盲多波束形成GNSS天线阵抗干扰算法

天线阵抗干扰是现代卫星导航接收机抗干扰的重要手段。传统的天线阵波束形成类算法能够在抑制干扰的同时提升抗干扰后输出信噪比,但是在信号捕获阶段,由于缺少先验信息的支持,该类算法无法在信号方向形成增益。因此,提出了一种盲多波束形成的天线阵抗干扰算法,通过形成多个波束覆盖天线阵上半球面,可在无先验信息的条件下对卫星信号形成增益,从而提升信号捕获阶段信噪比,使得接收机在干扰环境中具备更强的信号捕获能力。仿真结果表明:与传统的天线阵抗干扰算法相比,提出的算法能够在有效抑制干扰的同时显著提升接收机信号捕获成功率。     

数字域谱估计的GNSS系统信号带宽测试方法

针对传统的单载波扫频法不适于GNSS（全球导航卫星系统）信号生成通道的带宽测量的问题,提出了采用数字信号处理的信号带宽方法.对实际导航信号进行高速采样,在数字域对采样的导航信号和本地数字生成的理想导航信号进行频谱估计和计算,从而得到GNSS信号带宽.分别使用周期图法和Welch法谱估计,对提出的测试方法进行仿真.仿真结果表明,采用Welch法进行理想信号和实际信号谱估计,对谱估计后的结果进行计算,可以完成GNSS信号带宽精密测量,在Welch法估计参数设置合理的情况下,GNSS信号带宽估计的准确度可以达到99.9％以上.     

多源信息融合卫星组合导航系统的可观度分析

针对基于GNSS卫星、地标矢量和星光矢量的多源信息融合的高轨卫星组合导航系统,分别利用系统可观度分析方法和状态可观度分析方法对其进行分析。仿真结果表明:在GNSS导航卫星不可见时,地标矢量和星光矢量可以有效地提供测量信息,并保证滤波器的稳定。可观度分析结果表明:系统可观度主要受GNSS导航星的可见星数目影响较大,地标矢量和星光矢量的引入有助于提高可观度;基于状态的可观度可以大致反映出滤波器每个状态的误差大小。     

基于民航校验飞机的星基增强服务性能评估CSCD

为了进一步拓展全球卫星导航系统(GNSS)在民用航空等高生命安全领域的应用,世界各国争相发展星基增强系统(SBAS),美欧等SBAS已正式向民用航空领域提供了决断高度200英尺(约60.96m)的垂直导航信标性能(LPV-200)服务。我国的BDSBAS也已经完成系统建设,将向中国及周边区域提供满足国际民航组织(ICAO)一类垂直引导进近(APV-I)指标要求的单频增强服务。重点针对单频增强服务性能评估开展研究工作,首先从定位精度、完好性、可用性和连续性四个方面对星基增强服务评估方法进行了论述;再通过多次航空飞行试验对BDSBAS单频增强服务性能进行了验证,结果表明,航空飞行试验期间可满足APV-I设计指标要求;最后对BDSBAS单频增强服务在全国301个中大型机场的可用性进行了分析,非精密进近(NPA)可用性、APV-I可用性、LPV-200可用性在全国机场的覆盖率分别达到了97%、89.7%和83.1%。