專利名稱：基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法、裝置與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，尤其涉及一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方
法、裝置與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在民用航空中的應(yīng)用和不斷推廣，國際民航界逐漸認(rèn)識到從 現(xiàn)有陸基系統(tǒng)向星基系統(tǒng)過渡是未來空中交通管理系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，以衛(wèi)星導(dǎo)航系 統(tǒng)為核心的航空應(yīng)用迅速推動著飛行方式從現(xiàn)有受管制的被動飛行向未來的自由飛行邁 進(jìn)。將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于民用航空必需滿足國際民用航空組織(International Civil Aviation Organization ;簡稱為ICA0))的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System ;簡稱為GNSS)標(biāo)準(zhǔn)和建議措施(Standard and Recommended Practices ;簡稱為SARPs)定義的相應(yīng)的性能需求。根據(jù)國際GNSS系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，全球 定位系統(tǒng)(Global Positioning System ;簡稱為GPS)是現(xiàn)階段唯一可用的系統(tǒng)。GPS標(biāo) 準(zhǔn)定位服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，取消有選擇可用性(SelectiveAvaibility ;簡稱為SA)政策后， GPS空間信號精度為水平13m(95% )，垂直22m(95% )，可以滿足航路到非精密進(jìn)近飛行階 段的精度性能要求，未來隨著GPS的現(xiàn)代化和新GNSS星座的出現(xiàn)，其性能還將提高，但是， GPS遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足民用航空對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 GNSS增強(qiáng)技術(shù)是一種利用差分技術(shù)提高用戶定位精度，同時(shí)通過完好性監(jiān)測技術(shù) 保證用戶差分定位完好性的一種技術(shù)， 一定程度上可以克服GPS在航路到精密進(jìn)近飛行階 段應(yīng)用時(shí)的完好性問題。 在現(xiàn)有應(yīng)用于民用航空的GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)中，星基增強(qiáng)系統(tǒng)(SatelliteBased Augmentation System ;簡稱為SBAS)具有服務(wù)范圍廣的特點(diǎn)，如廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(Wide Area Augmentation System ;簡稱為WAAS)可服務(wù)全美及部分加拿大、墨西哥地區(qū)，但其性能相 對較低，僅能滿足APV II性能需求，無法滿足精密進(jìn)近階段的性能需求。地基增強(qiáng)系統(tǒng) (Ground BasedAugmentation System ;簡稱為GBAS)是現(xiàn)有GNSS增強(qiáng)系統(tǒng)中性能最高的 一種，可滿足最高至CAT I精密進(jìn)近和著陸的各種性能需求，例如精度、報(bào)警時(shí)間、完好性、 可用性等，將來還可滿足CAT III(即盲降)的運(yùn)行需求，但其服務(wù)范圍較小，無法滿足從航 路到非精密進(jìn)近飛行階段的完好性需求。 目前，美國聯(lián)邦航空管理局(Federal Aviation Administration ;簡稱為FM)決定 利用WMS的廣域性特點(diǎn)和GBAS系統(tǒng)的高性能特點(diǎn)，同時(shí)使用兩個(gè)系統(tǒng)來滿足整個(gè)飛行階段 的需求，但是，WMS復(fù)雜、建設(shè)周期長且投資巨大，并且隨著GPS現(xiàn)代化計(jì)劃的實(shí)施，L5和L2C 等新的衛(wèi)星信號的出現(xiàn)，WMS的修改將會帶來巨大的附加投資，使得WMS改善系統(tǒng)性能的能 力被大大削弱，因此，GPS在民用航空應(yīng)用中仍無法滿足NPA階段的完好性需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法、裝置與系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對從航路到非精密進(jìn)近階段的完好性的監(jiān)測，滿足從航路到非精密進(jìn)近階段 的完好性需求。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方 法，包括 獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行 分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆 所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù)與每 顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，所述數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)根 據(jù)接收到的所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘 差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值； 根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的 第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成 用于表示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值； 將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客戶端根據(jù) 接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝 置，包括 獲取模塊，用于獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可 用衛(wèi)星、與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述 觀測站個(gè)數(shù)與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，所述數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)所述 地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，所述數(shù)據(jù)信息至少 包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值； 判斷生成模塊，用于根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對 應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完 好性狀態(tài)，并生成用于表示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值； 發(fā)送模塊，用于將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述
機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系
統(tǒng)，包括 多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)，用于觀測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星，接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，根據(jù)所 述衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)信息，并將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送給完好性監(jiān)測裝置，所述數(shù)據(jù)信息至少 包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值； 所述完好性監(jiān)測裝置，用于獲取所述多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，對所述多個(gè) 地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增 強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的 觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù)與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等；根據(jù)每顆 所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo) 準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表示所述完好
6性狀態(tài)的狀態(tài)值；將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客 戶端根據(jù)接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例五提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例六提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖； 圖5為本發(fā)明實(shí)施例六中地基增強(qiáng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中完好性監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于民用航空必須滿足相應(yīng)的性能需求，目前，民用航空對衛(wèi)
星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求主要包括精度、完好性、連續(xù)性和可用性四個(gè)方面。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
的完好性定義為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差超過告警限時(shí)進(jìn)行及時(shí)告警的能力。如果衛(wèi)星導(dǎo)航系
統(tǒng)未能檢測出超過告警限的誤差或未能在規(guī)定的告警時(shí)間內(nèi)告警，則稱為完好性風(fēng)險(xiǎn)。不
同的飛行階段所需的性能指標(biāo)并不相同，隨著飛行階段從大洋、邊遠(yuǎn)地區(qū)航路、本土航路、
終端區(qū)飛行到非精密進(jìn)近、精密進(jìn)近飛行階段，所需的性能指標(biāo)越來越高，目前GPS已經(jīng)可
以滿足航路到非精密進(jìn)近飛行階段的精度性能要求。但是，GPS遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足民用航空對
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求，例如，GPS可能連續(xù)數(shù)小時(shí)廣播錯(cuò)誤的定位數(shù)據(jù)而運(yùn)控系統(tǒng)卻
不能監(jiān)測，這是民用航空所無法容忍的。 針對GPS系統(tǒng)本身滿足NPA的精度需求，無法滿足完好性需求的問題，本發(fā)明提供
一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，具體的，通過對來自多個(gè)地理上稀疏分布的
GBAS的信息進(jìn)行綜合處理，生成廣域完好性監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)對廣域范圍的完好性監(jiān)測，使
GPS滿足從航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法的流程圖，如圖
1所示，本實(shí)施例提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，包括 步驟101，獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息
進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆
可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)； 其中，可用衛(wèi)星是指至少被多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)中的一個(gè)所觀測到的衛(wèi)星，觀測站 個(gè)數(shù)與每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)接 收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和 第一差分校正值； 步驟102，根據(jù)每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的 第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于
7表示完好性狀態(tài)的狀態(tài)值； 步驟103，將每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供機(jī)載客戶端根據(jù) 接收到的狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過對多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析， 獲取被多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)所觀測到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的多個(gè)可用衛(wèi)星，以及每顆可用 衛(wèi)星對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)信息和觀測站個(gè)數(shù)，根據(jù)獲取的信息，判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀 態(tài)，使機(jī)載客戶端獲知可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并據(jù)此監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性，進(jìn) 而使GPS滿足民用航空中航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟101中地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的生成過程，具 體為， 地基增強(qiáng)系統(tǒng)利用GPS定位誤差的時(shí)間和空間相關(guān)特性，認(rèn)為一定距離內(nèi)同步觀
測同一顆衛(wèi)星的兩個(gè)用戶的測距誤差是相同的，因此，地基增強(qiáng)系統(tǒng)可在本地計(jì)算與每顆
可用衛(wèi)星相對應(yīng)的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值。 例如，每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)包括4個(gè)參考接收機(jī)，根據(jù)參考接收機(jī)接收到的全球?qū)?br> 航衛(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以每秒一次的頻率計(jì)算該地基增強(qiáng)系統(tǒng)的可視衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽
距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，其中，可視衛(wèi)星是指可以被該地基增強(qiáng)系
統(tǒng)觀測到的衛(wèi)星，即本發(fā)明技術(shù)方案中的可用衛(wèi)星。設(shè)第i個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)計(jì)算出的第j
顆可視衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差0。,i,j和第一差分校正值P。,i,j，其
中，可視衛(wèi)星數(shù)為Ni，則全部計(jì)算結(jié)果為公式(1)所示的一集合， (Pc,i,j， oc,i,j}， j = l，L，Ni(l) 然后，每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)將該集合與其它信息進(jìn)行處理，生成數(shù)據(jù)信息。其中，其
它信息是指為了處理該數(shù)據(jù)信息所需的附加信息，例如可以包括有用于標(biāo)識衛(wèi)星的衛(wèi)星
號、軌道號、日期等，但并不限于此，在本發(fā)明各實(shí)施例中以衛(wèi)星號為例。 本發(fā)明技術(shù)方案通過地面無線通信網(wǎng)絡(luò)以每秒一次的頻率獲取上述每個(gè)地基增
強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，然后根據(jù)數(shù)據(jù)信息中包含的衛(wèi)星號，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，獲取同
一顆可視衛(wèi)星所對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)信息，并統(tǒng)計(jì)該可視衛(wèi)星所對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)，
即觀測站個(gè)數(shù)。 值得提出的是，上述技術(shù)方案中計(jì)算地基增強(qiáng)系統(tǒng)的可視衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽距的 第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值的頻率和獲取數(shù)據(jù)信息的頻率相等，但并不限制 具體頻率值，上述技術(shù)方案中每秒一次的頻率只是針對實(shí)際應(yīng)用的一種較佳選擇。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例一中步驟102的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行詳細(xì)描述，圖 2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)方法的流程圖。在實(shí)施例一步 驟102中，根據(jù)步驟101獲取的每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信 息，判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成表示完好性狀態(tài)的狀態(tài)值，本實(shí)施例提供一種 步驟102的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方法，如圖2所示，具體包括 步驟1021，根據(jù)觀測站個(gè)數(shù)，初步判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)；
步驟1022，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)是否是監(jiān)測狀態(tài)； 具體的，當(dāng)觀測站個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為 未監(jiān)測狀態(tài)，并生成未監(jiān)測狀態(tài)值，然后，執(zhí)行步驟1026 ;當(dāng)觀測站個(gè)數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)
8觀測站門限值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為監(jiān)測狀態(tài)，并生成監(jiān)測狀態(tài)值，執(zhí)行步驟 1023。 步驟1023，對可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)，獲取與可用衛(wèi) 星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息； 如果各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)無故障，則各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)針對某顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第 一差分校正值之間不會有較大偏差。但如果地基增強(qiáng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或無線地面通信網(wǎng)絡(luò)出 現(xiàn)通信故障，則某一地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值會與其它地基增強(qiáng)系統(tǒng) 的有較大偏差。因此，需要先對各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值進(jìn)行多 參考站一致性校驗(yàn)，以消除單個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的故障。 步驟1024，根據(jù)可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息計(jì)算可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級； 步驟1025，根據(jù)定位水平保護(hù)級繼續(xù)判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)； 具體的，將可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級與一誤差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)可用衛(wèi)星的定
位水平保護(hù)級大于或等于誤差閾值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為不健康狀態(tài)，并生成
不健康狀態(tài)值；當(dāng)可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級小于誤差閾值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀
態(tài)為健康狀態(tài)，并生成健康狀態(tài)值。 步驟1026，判斷是否判斷出所有可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，是執(zhí)行步驟1027，否，則
執(zhí)行步驟1021 ; 步驟1027，結(jié)束。 進(jìn)一步，步驟1023具體為 根據(jù)公式(2)計(jì)算可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值；幾,"(A:h^^ 5> ^,,, W—ttTTTT Za。 ,"(" (2 ) 將所述偏差值與一偏差閾值比較，若偏差值大于偏差閾值，將偏差值對應(yīng)的數(shù)據(jù) 信息從可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中剔除； 然后，根據(jù)公式(2)重新計(jì)算可用衛(wèi)星對應(yīng)的剩余數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值 的偏差值，并將剩余數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值與偏差閾值比較，直到剩余數(shù) 據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值均小于或等于偏差閾值為止，貝U，剩余數(shù)據(jù)信息即為 可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息； 其中，p 。OT,i,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)數(shù)據(jù)信息中的第一差分 校正值； Sn(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的觀測站的集合；
Mn(k)是Sn(k)中的觀測站個(gè)數(shù)； D^(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第l個(gè)數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏
基于上述步驟1023，步驟1024的具體實(shí)現(xiàn)如下 根據(jù)公式(3)計(jì)算可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二差分校正值；
"("=丄Z U) (3)
根據(jù)公式(4)計(jì)算可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差；
9
<formula>formula see original document page 10</formula> 根據(jù)公式(5)計(jì)算可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級；
肌 = L x //鮮麗x仏, W + (5) 其中，S' n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息相應(yīng)的可用觀測站 的集合； M' Jk)是S' n(k)中的可用觀測站個(gè)數(shù)； P 。。rr,i,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)可用數(shù)據(jù)信息中的第一差分校
正值； O 。。rr,i,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)可用數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘
差的標(biāo)準(zhǔn)差； P 。。 ,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二差分校正值；
o 。。 ,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差；
HD0Pmax為所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)的衛(wèi)星最大定位水平精度因子；
Kmd為根據(jù)運(yùn)行需求得到的漏檢系數(shù)，具體的，對GRIMS， Kmd取值為5. 31 ;
HPLn為k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過地面無線通信網(wǎng)絡(luò)獲取地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 信息，根據(jù)獲取的觀測站個(gè)數(shù)初步判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，然后通過對可用衛(wèi)星對應(yīng) 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)、計(jì)算定位水平保護(hù)級進(jìn)一步判斷可用衛(wèi)星的完好性 狀態(tài)，最后獲得每顆可用衛(wèi)星的更精確的完好性狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)為機(jī)載客戶端提供表示可用 衛(wèi)星的完好性狀態(tài)的狀態(tài)值，機(jī)載客戶端根據(jù)收到的狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好 性，在使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求 的同時(shí)，節(jié)省了單獨(dú)建立類似WAAS的星基增強(qiáng)系統(tǒng)所需的巨額投資。同時(shí)，基于地基增強(qiáng) 系統(tǒng)自身具有在機(jī)場及臨近區(qū)域滿足CAT I到CAT III的精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)的能力，本 實(shí)施例提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，可以使GPS滿足民用航空整個(gè)飛行 階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例三給出一種機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的狀
態(tài)值進(jìn)行操作的優(yōu)選實(shí)施方式，具體的，機(jī)載客戶端根據(jù)狀態(tài)值，將機(jī)載客戶端監(jiān)測到的衛(wèi)
星中狀態(tài)值為未檢測狀態(tài)值和不健康狀態(tài)值的衛(wèi)星排除，然后在剩下的狀態(tài)值為健康狀態(tài)
值的可用衛(wèi)星中選擇一個(gè)子集，根據(jù)子集內(nèi)的衛(wèi)星信號進(jìn)行自身的定位。 其中，接收到的狀態(tài)值可以表示三種可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，分別為未監(jiān)測狀態(tài)、
不健康狀態(tài)、健康狀態(tài)。根據(jù)步驟1021可知，可用衛(wèi)星的未監(jiān)測狀態(tài)表示觀測到該可用衛(wèi)
星的地基增強(qiáng)系統(tǒng)少于預(yù)設(shè)觀測站門限值，而觀測站門限值的設(shè)定與機(jī)載客戶端的需求有
關(guān)，一般機(jī)載客戶端選用的衛(wèi)星要求至少被4個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到，所以本發(fā)明技術(shù)方
案中的未監(jiān)測狀態(tài)表示該可用衛(wèi)星不可用；所述不健康狀態(tài)表示監(jiān)測到該可用衛(wèi)星的地基
增強(qiáng)系統(tǒng)的個(gè)數(shù)滿足要求，但不滿足告警限，即該顆可用衛(wèi)星的狀態(tài)值超過了誤差閾值，表
示該顆可用衛(wèi)星不能滿足從航路到非精密進(jìn)近飛行階段的完好性需求；所述健康狀態(tài)表示
監(jiān)測到該可用衛(wèi)星的地基增強(qiáng)系統(tǒng)的個(gè)數(shù)滿足要求，同時(shí)滿足告警限，即該顆可用衛(wèi)星的狀態(tài)值未超過誤差閾值，表示該顆可用衛(wèi)星滿足從航路到非精密進(jìn)近飛行階段的完好性需 求。 采用上述技術(shù)方案，機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的狀態(tài)值可以監(jiān)測衛(wèi)星的完好性狀 態(tài)，并選擇可用衛(wèi)星中的健康衛(wèi)星，從而使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn)近飛行 階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 本發(fā)明實(shí)施例四提供一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，本實(shí)施例可以 基于上述實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，其區(qū)別在于，數(shù)據(jù)信息中還包括標(biāo)識數(shù)據(jù)信息生成時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽， 其中，時(shí)間標(biāo)簽用于對每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對時(shí)。雖然可以通過共視時(shí)鐘對 各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)鐘同步，保證各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的本地時(shí)間與本發(fā)明技術(shù)方案中 的時(shí)間基準(zhǔn)相差不超過誤差閾值，例如100ns，但是，每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)延和地面 無線通信網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)延仍會導(dǎo)致本發(fā)明技術(shù)方案獲得數(shù)據(jù)信息的時(shí)間不一致，為了保證 判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)的準(zhǔn)確性，本實(shí)施例通過時(shí)間標(biāo)簽對用于判斷可用衛(wèi)星的完好 性狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對時(shí)。 具體的，各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)將計(jì)算衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差 和第一差分校正值所采用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻按照GPS周加GPS秒的格式作為時(shí)間標(biāo)簽 附加在數(shù)據(jù)信息中。當(dāng)本發(fā)明技術(shù)方案通過地面無線通信網(wǎng)絡(luò)獲得數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)時(shí)間 標(biāo)簽對每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對時(shí)，具體為將接收到第一個(gè)具有該時(shí)間 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息后500ms內(nèi)具有相同時(shí)間標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息作為當(dāng)前時(shí)刻該可用衛(wèi)星對應(yīng) 的數(shù)據(jù)信息，用于判斷該可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，若所獲取的數(shù)據(jù)信息超過了 500ms，說明 該數(shù)據(jù)信息所對應(yīng)的地基增強(qiáng)系統(tǒng)的本地時(shí)鐘出現(xiàn)故障或者地面無線通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障， 則可以質(zhì)疑該數(shù)據(jù)信息的可信度，因此，將該數(shù)據(jù)信息視為無效數(shù)據(jù)，直接丟棄。本實(shí)施例 中的時(shí)間數(shù)值只是用于說明本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)選時(shí)間數(shù)值，但并不限于此。
由于本實(shí)施例提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法的具體步驟與上述 實(shí)施例的步驟相同，故不再贅述。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過對多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析， 獲取被多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)所觀測到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的多個(gè)可用衛(wèi)星，以及每顆可用 衛(wèi)星對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)信息和觀測站個(gè)數(shù)，根據(jù)獲取的信息，判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀 態(tài)，使機(jī)載客戶端獲知可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并據(jù)此監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性，在 使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求的同 時(shí)，節(jié)省了單獨(dú)建立類似WAAS的星基增強(qiáng)系統(tǒng)所需的巨額投資。同時(shí)，基于地基增強(qiáng)系統(tǒng) 自身具有在機(jī)場及臨近區(qū)域滿足CAT I到CAT III的精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)的能力，本實(shí)施 例提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，可以使GPS滿足民用航空整個(gè)飛行階段 對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求；另外，本實(shí)施例提供的技術(shù)方案通過數(shù)據(jù)信息中增加的時(shí) 間標(biāo)簽對可用衛(wèi)星所對應(yīng)的多個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對時(shí)，保證了對可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)判斷 的準(zhǔn)確性，為使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性 的需求打下良好的基礎(chǔ)。 圖3為本發(fā)明實(shí)施例五提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，如圖3所示，本實(shí)施例提供的完好性監(jiān)測裝置包括獲取模塊31、判斷生成模塊32和發(fā) 送模塊33。
其中，獲取模塊31用于獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)地基增強(qiáng)系 統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用 衛(wèi)星、與每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù) 與每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，所述數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)接 收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn) 差和第一差分校正值；判斷生成模塊32用于根據(jù)獲取模塊31獲取的每顆可用衛(wèi)星的觀測 站個(gè)數(shù)和每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判 斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表示完好性狀態(tài)的狀態(tài)值；發(fā)送模塊33，用于 將判斷生成模塊32生成的每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供機(jī)載客戶 端根據(jù)接收到的狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。 具體的，每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)參考接收機(jī)接收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù) 據(jù)，計(jì)算該地基增強(qiáng)系統(tǒng)的可用衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分 校正值，并與其它信息進(jìn)行處理，生成數(shù)據(jù)信息，其中，其它信息為處理數(shù)據(jù)信息所需的附 加信息，例如用于標(biāo)識衛(wèi)星的衛(wèi)星號。獲取模塊31通過地面無線通信網(wǎng)絡(luò)獲取每個(gè)地基增 強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息中的衛(wèi)星號，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，獲取同一顆可用 衛(wèi)星所對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)信息，并統(tǒng)計(jì)該可用衛(wèi)星所對應(yīng)的所有數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)，即觀測站 個(gè)數(shù)，并將每顆可用衛(wèi)星所對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息和每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)發(fā)送給判斷生成 模塊32，以供判斷生成模塊32判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)。 判斷生成模塊32根據(jù)獲取模塊31發(fā)送的每顆可用衛(wèi)星的信息，判斷每顆可用衛(wèi) 星的完好性性狀態(tài)，其中，完好性狀態(tài)具體包括觀測到可用衛(wèi)星的地基增強(qiáng)系統(tǒng)即觀測站 的個(gè)數(shù)少于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)的未監(jiān)測狀態(tài)、監(jiān)測狀態(tài)下的可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級 大于或等于誤差閾值時(shí)的不健康狀態(tài)和監(jiān)測狀態(tài)下的可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級小于誤 差閾值時(shí)的健康狀態(tài)。同時(shí)，判斷生成模塊32生成用于表示上述狀態(tài)的狀態(tài)值，并將所述 狀態(tài)值發(fā)送給發(fā)送模塊33，由發(fā)送模塊33將每顆可用衛(wèi)星的狀態(tài)值通過對空數(shù)據(jù)鏈路或 者衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送給機(jī)載客戶端。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過獲取模塊獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息 及數(shù)據(jù)信息中與可用衛(wèi)星對應(yīng)的信息，判斷生成模塊根據(jù)獲取模塊獲取的信息對可用衛(wèi)星 的完好性狀態(tài)進(jìn)行判斷，并通過發(fā)送模塊將狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供機(jī)載客戶端根 據(jù)狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性，進(jìn)而使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn) 近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 基于上述實(shí)施例，該完好性監(jiān)測裝置中的判斷生成模塊32包括第一判斷生成子 模塊321用于當(dāng)觀測站個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為未監(jiān) 測狀態(tài)，并生成未監(jiān)測狀態(tài)值；當(dāng)觀測站個(gè)數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷可用衛(wèi) 星的完好性狀態(tài)為監(jiān)測狀態(tài)，并生成監(jiān)測狀態(tài)值。具體的，第一判斷生成子模塊321接收獲 取模塊31發(fā)送的每顆可用衛(wèi)星的信息，并根據(jù)其中的觀測站個(gè)數(shù)初始判斷每顆可用衛(wèi)星 的完好性狀態(tài)，并生成對應(yīng)的狀態(tài)值。其中，由第一判斷生成子模塊321判斷出的完好性狀 態(tài)具體包括未監(jiān)測狀態(tài)和監(jiān)測狀態(tài)，其中未監(jiān)測狀態(tài)是指觀測站的個(gè)數(shù)少于預(yù)設(shè)觀測站門 限值，監(jiān)測狀態(tài)是指觀測站的個(gè)數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)觀測站門限值。 該判斷生成模塊32進(jìn)一步還包括獲取子模塊322、計(jì)算子模塊323和第二判斷生成子模塊324。其中，獲取子模塊322用于根據(jù)第一判斷生成子模塊321生成的監(jiān)測狀態(tài) 值，對可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)，獲取與可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù) 據(jù)信息，其中可用數(shù)據(jù)信息是指可用衛(wèi)星對應(yīng)的第一差分校正值之間偏差較小的多個(gè)數(shù)據(jù) 信息；計(jì)算子模塊323用于根據(jù)獲取子模塊322獲取的可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息計(jì)算 可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級；第二判斷生成子模塊324用于將計(jì)算子模塊323計(jì)算出的可 用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級與一誤差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級大于或等 于誤差閾值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為不健康狀態(tài)，并生成不健康狀態(tài)值；當(dāng)可用衛(wèi) 星的定位水平保護(hù)級小于誤差閾值時(shí)，判斷可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為健康狀態(tài)，并生成健 康狀態(tài)值。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過獲取模塊獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息 及數(shù)據(jù)信息中與可用衛(wèi)星對應(yīng)的信息，判斷生成模塊根據(jù)獲取模塊獲取的信息對可用衛(wèi)星 的完好性狀態(tài)進(jìn)行判斷，并通過發(fā)送模塊將狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供機(jī)載客戶端根 據(jù)狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性，進(jìn)而使GPS滿足民用航空中從航路到非精密進(jìn) 近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例六提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示 意圖，如圖4所示，本實(shí)施例提供的完好性監(jiān)測系統(tǒng)包括多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)40和完好性監(jiān) 測裝置50。 本實(shí)施例提供的完好性監(jiān)測系統(tǒng)至少包括4個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)，但并不限于此，如 圖4所示，地基增強(qiáng)系統(tǒng)40用于觀測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星，接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星 數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)信息，并將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給完好性監(jiān)測裝置50，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一 校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，并將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送給所述完好性監(jiān)測裝置；完 好性監(jiān)測裝置50用于獲取多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)40的數(shù)據(jù)信息，對多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)40的數(shù) 據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)40觀測到的可用衛(wèi) 星、與每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù)與 每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等；根據(jù)每顆可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆可用衛(wèi) 星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆可用衛(wèi)星的完 好性狀態(tài)，并生成用于表示完好性狀態(tài)的狀態(tài)值；將每顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī) 載客戶端，以供機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的狀態(tài)值監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。
具體的，各個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)40根據(jù)參考接收機(jī)接收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi) 星數(shù)據(jù)，計(jì)算該地基增強(qiáng)系統(tǒng)的可用衛(wèi)星對應(yīng)的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一 差分校正值，并與其它信息進(jìn)行處理，生成數(shù)據(jù)信息，其中，其它信息為處理數(shù)據(jù)信息所需 的附加信息，例如用于標(biāo)識衛(wèi)星的衛(wèi)星號，并通過地面無線傳輸鏈路49和完好性監(jiān)測裝置 50之間進(jìn)行通信，而同時(shí)為了滿足告警時(shí)間的要求，要求地面無線傳輸鏈路49的傳送數(shù)據(jù) 速率不低于64kbps。完好性監(jiān)測裝置50對接收到的多個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合處理，生成表示 可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)的狀態(tài)值，并通過對空數(shù)據(jù)鏈路或者衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈路將完好性狀態(tài)值 發(fā)送給機(jī)載客戶端。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過完好性監(jiān)測裝置獲取多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)信息，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息判斷出可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，以供機(jī)載客戶端根據(jù)可用衛(wèi)星的 完好性狀態(tài)監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性，進(jìn)而使GPS滿足民用航空中從航路到非精密
13進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完好性的需求。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例六中地基增強(qiáng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，每個(gè)地基增強(qiáng) 系統(tǒng)40包括有第一參考接收機(jī)、第一數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)發(fā)射電臺、數(shù)據(jù)接收電臺、第一 共視時(shí)鐘模塊和第一地面通信管理模塊。在本實(shí)施例中，具體為，第一參考接收機(jī)為4個(gè)， 用于接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號；第一數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)為2個(gè)，用于計(jì)算對應(yīng)于衛(wèi) 星的觀測偽距的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值；數(shù)據(jù)發(fā)射電臺為1個(gè)，用于按 照地基增強(qiáng)系統(tǒng)的電文格式向臨近空域內(nèi)的機(jī)載客戶端發(fā)送地基增強(qiáng)系統(tǒng)的電文；數(shù)據(jù)接 收電臺為1個(gè)，用于接收數(shù)據(jù)發(fā)射電臺所發(fā)送的電文并驗(yàn)證；第一共視時(shí)鐘模塊為1個(gè)，用 于與完好性監(jiān)測裝置50進(jìn)行時(shí)鐘同步；第一地面通信管理模塊為1個(gè)，用于與完好性監(jiān)測 裝置50進(jìn)行通信。 圖6為本發(fā)明實(shí)施例六中完好性監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，完好性監(jiān)測 裝置50包括有第二地面通信管理模塊、第二共視時(shí)鐘模塊、第二參考接收機(jī)、第二數(shù)據(jù)處 理計(jì)算機(jī)。在本實(shí)施例中，具體為，第二地面通信管理模塊為l個(gè)，用于與地基增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn) 行通信；第二共視時(shí)鐘模塊為1個(gè)，用于與地基增強(qiáng)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)鐘同步；第二參考接收機(jī)為 1個(gè)，用于接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號，進(jìn)行共視時(shí)間同步；第二數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)為 2個(gè)，用于對多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、判斷等處理，生成表示可用衛(wèi)星的完 好性狀態(tài)的狀態(tài)值，并將狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的狀態(tài)值 監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。 相應(yīng)的，機(jī)載客戶端包括衛(wèi)星信號接收模塊，用于接收全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星 信號，廣域完好性信號接收模塊，用于接收完好性監(jiān)測裝置50發(fā)送的表示完好性狀態(tài)的狀 態(tài)值，和綜合數(shù)據(jù)處理模塊，用于根據(jù)接收到狀態(tài)值進(jìn)行完好性監(jiān)測，以及用于對后續(xù)相應(yīng) 操作進(jìn)行處理。 上述技術(shù)方案給出本發(fā)明實(shí)施例提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系統(tǒng) 一種較佳實(shí)現(xiàn)方式，但并不限于此。 采用本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過完好性監(jiān)測裝置對現(xiàn)有的多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，建立了一個(gè)覆蓋廣域范圍的完好性監(jiān)測系統(tǒng)，使GPS滿足民用 航空中航路到非精密進(jìn)近飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好性的需求，同時(shí)，節(jié)省了單獨(dú)建立 類似WAAS的星基增強(qiáng)系統(tǒng)所需的巨額投資。進(jìn)一步，基于地基增強(qiáng)系統(tǒng)自身具有在機(jī)場及 臨近區(qū)域滿足CAT I到CATIII的精密進(jìn)近和著陸引導(dǎo)的能力，本實(shí)施例提供的基于多地基 增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系統(tǒng)，可以使GPS滿足民用航空整個(gè)飛行階段對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完好 性的需求。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依 然可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而這些修改或者等同替換亦不能使修 改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，包括獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù)與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，所述數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值；根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值；將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)信息中還包括標(biāo)識所述數(shù)據(jù)信息生成時(shí)刻的時(shí)間標(biāo)簽，所述時(shí)間標(biāo)簽用于對每顆所述 可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對時(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，所 述根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校 正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表 示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值，具體包括當(dāng)所述觀測站個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為未監(jiān) 測狀態(tài)，并生成未監(jiān)測狀態(tài)值；當(dāng)所述觀測站個(gè)數(shù)大于或等于所述預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性 狀態(tài)為監(jiān)測狀態(tài)，并生成監(jiān)測狀態(tài)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，當(dāng)所 述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為監(jiān)測狀態(tài)時(shí)，還包括對所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)，獲取與所述可用衛(wèi)星對應(yīng) 的可用數(shù)據(jù)信息；根據(jù)所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息計(jì)算所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級； 將所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級與一誤差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述可用衛(wèi)星的定位水 平保護(hù)級大于或等于所述誤差閾值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為不健康狀態(tài)，并 生成不健康狀態(tài)值；當(dāng)所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級小于所述誤差閾值時(shí)，判斷所述可 用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為健康狀態(tài)，并生成健康狀態(tài)值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，所述 對所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)，獲取與所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可 用數(shù)據(jù)信息，具體為根據(jù)公式"',"W = . lif W — M A) —1 | tf W '計(jì)算所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值；將所述偏差值與一偏差閾值比較，若所述偏差值大于所述偏差閾值，將所述偏差值對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息從所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中剔除；然后，重新計(jì)算所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的剩余數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值，并將所述剩余數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值與所述偏差閾值比較，直到所述剩余數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值均小于等于所述偏差閾值為止，則所述剩余數(shù)據(jù)信息即為所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息；其中，P，",n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值；Sn(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的觀測站的集合；Mn(k)是Sn(k)中的觀測站個(gè)數(shù)；Di,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第1個(gè)數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值的偏差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息計(jì)算所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級，具體包括根據(jù)公式<formula>formula see original document page 3</formula>計(jì)算所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二差分校正根據(jù)公式<formula>formula see original document page 3</formula>計(jì)算所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二校正殘差根據(jù)公式<formula>formula see original document page 3</formula>計(jì)算所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級；其中，S' n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息相應(yīng)的可用觀測站的集合.M'Jk)是S'n(k)中的可用觀測站個(gè)數(shù)；P i,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)可用數(shù)據(jù)信息中的第一差分校正值；0ra ,i,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第i個(gè)可用數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差；P M ,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二差分校正值；o M ,n(k)是k時(shí)刻第n顆可用衛(wèi)星對應(yīng)的第二校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差；HD0PMX為所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)的衛(wèi)星最大定位水平精度因子；Kmd為根據(jù)運(yùn)行需求得到的漏檢系數(shù)；
7. —種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝置，其特征在于，包括獲取模塊，用于獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測的標(biāo)準(zhǔn)差；站個(gè)數(shù)與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等，所述數(shù)據(jù)信息是由每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)根據(jù)接收到的所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成的，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值；判斷生成模塊，用于根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值；發(fā)送模塊，用于將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝置，其特征在于，所述判斷生成模塊包括第一判斷生成子模塊，用于當(dāng)所述觀測站個(gè)數(shù)小于預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為未監(jiān)測狀態(tài)，并生成未監(jiān)測狀態(tài)值；當(dāng)所述觀測站個(gè)數(shù)大于或等于所述預(yù)設(shè)觀測站門限值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為監(jiān)測狀態(tài)，并生成監(jiān)測狀態(tài)值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測裝置，其特征在于，所述判斷生成模塊還包括獲取子模塊，用于根據(jù)所述第二判斷生成子模塊生成的監(jiān)測狀態(tài)值，對所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行多參考站一致性校驗(yàn)，獲取與所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息；計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的可用數(shù)據(jù)信息計(jì)算所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級；第二判斷生成子模塊，用于將所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級與一誤差閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級大于或等于所述誤差閾值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為不健康狀態(tài)，并生成不健康狀態(tài)值；當(dāng)所述可用衛(wèi)星的定位水平保護(hù)級小于所述誤差閾值時(shí)，判斷所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)為健康狀態(tài)，并生成健康狀態(tài)值。
10. —種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)，用于觀測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星，接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，根據(jù)所述衛(wèi)星數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)信息，并將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送給完好性監(jiān)測裝置，所述數(shù)據(jù)信息至少包括第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值；所述完好性監(jiān)測裝置，用于獲取所述多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，對所述多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中被至少一個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)觀測到的可用衛(wèi)星、與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息以及每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)，所述觀測站個(gè)數(shù)與每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息的個(gè)數(shù)相等；根據(jù)每顆所述可用衛(wèi)星的觀測站個(gè)數(shù)和每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息中的第一校正殘差的標(biāo)準(zhǔn)差和第一差分校正值，判斷每顆所述可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成用于表示所述完好性狀態(tài)的狀態(tài)值；將每顆所述可用衛(wèi)星對應(yīng)的狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客戶端根據(jù)接收到的所述狀態(tài)值監(jiān)測所述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法、裝置與系統(tǒng)，其中，方法包括獲取每個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息后，對每個(gè)所述地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，獲取所需信息；根據(jù)獲取的所需信息判斷每顆可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，并生成狀態(tài)值；將狀態(tài)值發(fā)送給機(jī)載客戶端，以供所述機(jī)載客戶端監(jiān)測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的完好性。裝置包括獲取模塊、判斷生成模塊和發(fā)送模塊。系統(tǒng)由多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)和完好性監(jiān)測裝置構(gòu)成。本發(fā)明提供的基于多地基增強(qiáng)系統(tǒng)的完好性監(jiān)測方法、裝置與系統(tǒng)，通過對多個(gè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合處理，獲得可用衛(wèi)星的完好性狀態(tài)，使得GPS滿足從航路到非精密進(jìn)近飛行階段的完好性需求。
文檔編號G01S19/20GK101776762SQ20091024418
公開日2010年7月14日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者薛瑞 申請人:北京航空航天大學(xué)