北斗GLS的PBN性能评估和飞行验证关键技术研究

For the civil aviation of China, the primary navigation system of Performance Based Navigation (PBN) should be made a gradually transition to the system primarily based on BeiDou Navigation Satellite System(BDS) and is compatible with multi-navigation constellation. In addition, an approach based on GNSS Landing System (GLS) will be promoted to use. The realization of PBN based primarily on BDS will fundamentally solve the dependence on foreign navigation systems in China.. The work of the project will be begun with analyzing the PBN specific requirement in civil aviation industry, the possibility that BDS apply to GLS will be analyzed compositely. First, some indexs and Key techniques that affect the performance of GLS BDS-based will be studied. Second, the methods of quality evaluation for space navigation signal should be studied as vital the first. Thirdly, around Total System Error of GLS, the support case and availability of GLS in fight will be analyzed. Fourthly，the data processing methods navigation datum and flight datum will be researched. Finally, some key problems which need to be solved and perfected in PBN application of civil aviation will be proposed by analyzing the performance of GLS BDS-based. Multi system characteristics and Multi frequency characteristic are brought into play to promote precision, integrity, continuity and the availability of GLS BDS-based.

中国民航基于性能的导航（PBN）的主用导航系统应逐步过渡到以北斗为基础，兼容多导航星座的卫星导航系统，推广使用卫星导航着陆系统 (GLS)进近。从根本上解决我国对国外导航系统的依赖。. 本项目基于民航PBN的需求，综合分析北斗卫星导航系统应用于GLS的可能性，研究：影响北斗GLS性能的各项关键技术及指标；GLS导航信号的质量评估方法；北斗GLS在各个飞行阶段的可用性分析；导航数据及飞行数据的处理方法；北斗GLS在民航PBN中应用需要待解决的问题和待改进措施，发挥多频点、多系统的特性，以此提升北斗卫星导航着陆系统的精度、完好性、连续性及可用性性能。

项目基于民航PBN的需求，综合分析了北斗卫星导航系统应用于GLS的可能性。 主要研究了以下内容：. (1)分析了BDS卫星的可见性、覆盖性， PDOP指标以及以GDOP为基础的选星算法，提出了北斗地基增强系统(GBAS)的着陆系统(GLS)信号覆盖评估方法。.(2) 研究了不同电离层、对流层延迟误差模型对导航定位精度的影响，重点分析了不同电离层与对流层模型及BDS、GPS和BDS/GPS组合导航的的RAIM可用性，研究了磁暴现象对可用性的影响.(3)结合保护极限计算方法及所需导航性能，评估全部可视卫星情况下BDS/GPS组合导航的ARAIM可用性并同RAIM可用性进行比较。基于选星算法，优先选取BDS卫星，评估了以BDS为主用的多星座组合导航的ARAIM可用性，并通过优化配置完好性风险概率对ARAIM算法进行了优化。.(4)针对GLS飞行程序平面校验不直观和实际飞行校验周期长、风险大等问题，基于三维地理信息系统开发飞行程序虚拟验证系统，用于辅助GLS飞行程序的设计及验证。.(5)研究了整周模糊度、周跳探测与修复、多路径误差修正，对用户测距误差进行分析与修正。从广播星历误差改正和广播星历轨道误差改正对广播星历精度两方面进行分析，并计算由这两个误差为主要误差源的用户URE参数。.(6)选择适用于北斗卫星导航系统RTK定位技术的整周模糊度求解算法，研究了一种适用于无基准站或无基准站网络的运动目标的RTK定位算法。分析比较北斗系统和GPS系统RTK静态、动态定位性能及可用性。.(7)依据全球定位系统Ｃ/Ａ码信号的周期重复特点，提出了一种新的多波束盲自适应动态干扰抑制算法。该方法能有效抑制动态干扰，同时又能将波束的主瓣对准卫星方向，从而提高卫星信号的信噪比。.(8)依靠本项目的支持，在4D航迹预测与监视方面也作了一定的研究。.项目研究表明，我国自主建设的BDS的性能基本满足了民航飞行中的各种需求。