一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及導航技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方 法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[000引 全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GlobalP^JavigationSatelliteSystem,簡稱GNS巧是所有 在軌工作的衛(wèi)星導航系統(tǒng)及相關(guān)增強系統(tǒng)的總稱。隨著世界各國和地區(qū)衛(wèi)星導航系統(tǒng)的 建設(shè)，已經(jīng)存在4個衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供全球或區(qū)域?qū)Ш椒?，包括GPS、北斗、化0NASS和 GALILEO等。為提高衛(wèi)星導航系統(tǒng)的導航性能，尤其是提高衛(wèi)星導航的完好性，W滿足民 用航空用戶不同飛行階段、不同導航規(guī)范的要求，在衛(wèi)星導航系統(tǒng)獨立運行的基礎(chǔ)上，國 際民用航空組織（InternationalCivilAviationOrganization。簡稱ICAO)定義了S 種類型的增強系統(tǒng)，W增強衛(wèi)星導航性能。GNSS增強系統(tǒng)包括機載增強系統(tǒng)（Airborne BasedAugmentationSystem,簡稱ABAS)、星基增強系統(tǒng)（SatelliteBasedAugmentation System,簡稱SBA巧、地基增強系統(tǒng)（GroundBasedAu卵entationSystem,簡稱GBA巧。
[0003] 地基增強系統(tǒng)包括衛(wèi)星導航系統(tǒng)、地面站和機載設(shè)備，主要采用差分技術(shù)減少 GNSS測量誤差，達到提高GNSS定位精度的目的。差分技術(shù)是一種應用廣泛且行之有效地降 低及消除各種GNSS測量誤差的方法。差分技術(shù)的工作原理主要是依據(jù)衛(wèi)星時鐘誤差、星歷 誤差、電離層延時和對流層延時所具有的空間相關(guān)性和時間相關(guān)性的特點，對于處在同一 個區(qū)域內(nèi)的不同接收機（一般指：基準站接收機和移動站接收機），它們的GNSS測量值中 所包含的該多種誤差近似相等或與距離相關(guān)。上述相關(guān)誤差源對差分修正精度的影響如表 1所示：
[0004] 表1.地基增強系統(tǒng)中的主要誤差源
[0005]
[0006] 從地基增強系統(tǒng)的主要誤差源可W看出，機載接收機離地面站越近，空地之間測 量誤差的相關(guān)性越強，地基增強系統(tǒng)的工作效果也越好。隨著技術(shù)的發(fā)展，全球衛(wèi)星導航系 統(tǒng)的軌道精度得到了極大提高，從而使得由電離層延遲和對流層折射產(chǎn)生的誤差成為限制 導航與定位精度的主要原因。同時隨著多星座多頻點差分技術(shù)的發(fā)展，電離層誤差可w通 過雙頻差分技術(shù)消除，對流層延遲誤差成為主要的誤差源。
[0007] 現(xiàn)有的地基增強系統(tǒng)在設(shè)計過程中，在處理對流層延遲誤差時，采用預先統(tǒng)計 的方式生成對流層修正參數(shù)，對流層修正參數(shù)是地面站通過氣象數(shù)據(jù)計算生成的，通過 VDB(VHFData化oadcast，甚高頻數(shù)據(jù)廣播）發(fā)射機發(fā)送至飛機，飛機機載設(shè)備利用對流 層修正參數(shù)計算對流層延遲量，因此，對流層修正參數(shù)的精確度直接影響了計算出的對流 層延遲量的誤差大小。地面站計算的對流層修正參數(shù)不準確，機載設(shè)備計算的對流層延遲 誤差就大，對于天氣變化復雜的區(qū)域，尤其是高原地區(qū)，天氣變化引起的對流層延遲誤差較 大，無法有效的消除對流層延遲誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明提供一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法及系統(tǒng)，W解決現(xiàn)有技 術(shù)的對流層修正參數(shù)及對流層延遲誤差的精確度較差的問題。
[0009] 本發(fā)明的第一方面提供一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法，其特征在 于，包括：獲取當前第一氣象數(shù)據(jù)和第二氣象數(shù)據(jù)，其中第一氣象數(shù)據(jù)包括利用氣象設(shè)備采 集機場附近的氣象數(shù)據(jù)，第二氣象數(shù)據(jù)包括利用航空氣象服務設(shè)備獲取航空氣象情報數(shù) 據(jù)；根據(jù)所述第一氣象數(shù)據(jù)修正對流層參數(shù)，獲得第一組修正參數(shù)；根據(jù)所述第二氣象數(shù) 據(jù)修正對流層參數(shù)，獲得第二組修正參數(shù)；將所述第一組修正參數(shù)和所述第二組修正參數(shù) 與氣象統(tǒng)計闊值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果輸出第=組修正參數(shù)；根據(jù)增強數(shù)據(jù)、導航數(shù)據(jù)和 所述第=組修正參數(shù)獲得修正誤差，將所述修正誤差與預設(shè)的修正誤差闊值進行比較，如 果所述修正誤差大于所述預設(shè)的修正誤差闊值則進行告警，停止地面站增強服務；否則，進 行地面站增強服務。
[0010] 根據(jù)第一方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第一氣象數(shù)據(jù)修正對 流層參數(shù)，獲得第一組修正參數(shù)，包括：根據(jù)所述第一氣象數(shù)據(jù)基于化pfield改進模型獲 得第一組修正參數(shù)。
[0011] 根據(jù)第一方面，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述第二氣象數(shù)據(jù)修正對 流層參數(shù)，獲得第二組修正參數(shù)，包括：根據(jù)所述第二氣象數(shù)據(jù)基于化pfield改進模型獲 得第二組修正參數(shù)。
[0012] 根據(jù)第一方面，在第=種可能的實現(xiàn)方式中，所述將所述第一組修正參數(shù)和所述 第二組修正參數(shù)與氣象統(tǒng)計闊值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果輸出第=組修正參數(shù)，包括：若所 述第一組修正參數(shù)小于氣象統(tǒng)計闊值，輸出第=組修正參數(shù)；或者，若所述第二組修正參數(shù) 小于氣象統(tǒng)計闊值，輸出第=組修正參數(shù)；其中，所述第=組修正參數(shù)為所述第一組修正參 數(shù)和所述第二組修正參數(shù)的較小者。
[0013] 根據(jù)第一方面，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述將所述第一組修正參數(shù)和所述 第二組修正參數(shù)與氣象統(tǒng)計闊值進行對比，根據(jù)對比結(jié)果輸出第=組修正參數(shù)，還包括：若 所述第一組修正參數(shù)大于或等于氣象統(tǒng)計闊值，且所述第二組修正參數(shù)大于或等于氣象統(tǒng) 計闊值，則輸出告警信息，停止地面站增強服務。
[0014] 本發(fā)明的第二方面提供一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的系統(tǒng)，包括氣象 設(shè)備、對流層監(jiān)測設(shè)備、航空氣象服務設(shè)備，其特征在于，還包括；地基增強系統(tǒng)地面站中的 處理機，用于實現(xiàn)對對流層修正參數(shù)的監(jiān)視；對流層監(jiān)測設(shè)備連接地面站中的處理機，實時 評估生成的對流層修正參數(shù)，并將第=組修正參數(shù)發(fā)送給地面站中的處理機。
[0015] 根據(jù)第二方面，在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述對流層監(jiān)測設(shè)備包括氣象數(shù)據(jù) 處理模塊、修正參數(shù)對比模塊、對流層修正參數(shù)計算模塊、對流層延遲告警模塊和氣象數(shù)據(jù) 記錄模塊；
[0016] 氣象數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取當前第一氣象數(shù)據(jù)和第二氣象數(shù)據(jù)；
[0017] 對流層修正參數(shù)計算模塊，用于根據(jù)所述第一氣象數(shù)據(jù)修正對流層參數(shù)，獲得第 一組修正參數(shù)；根據(jù)所述第二氣象數(shù)據(jù)修正對流層參數(shù)，獲得第二組修正參數(shù)；
[0018] 修正參數(shù)對比模塊，用于將第一組修正參數(shù)、第二組修正參數(shù)和氣象統(tǒng)計闊值進 行對比，若所述第一組修正參數(shù)大于或等于氣象統(tǒng)計闊值，且所述第二組修正參數(shù)大于或 等于氣象統(tǒng)計闊值則發(fā)送告警信息給對流層延遲告警模塊，否則，輸出第=組修正參數(shù)；
[0019] 氣象數(shù)據(jù)記錄模塊，用于生成氣象統(tǒng)計闊值和修正誤差闊值。
[0020] 本發(fā)明提供的監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法及系統(tǒng)，通過實時采集當 前的氣象數(shù)據(jù)，通過利用第一修正參數(shù)、第二修正參數(shù)和氣象統(tǒng)計闊值進行比較，得到更準 確的對流程修正參數(shù)，可W得到更小的修正誤差0ttDp。和更精確的對流層延時TC，提高了 地基增強系統(tǒng)的精確性。同時為地面站提供故障告警，提高了地基增強系統(tǒng)的完好性、可用 性和連續(xù)性的服務能力，提高了地基增強系統(tǒng)應用于民用航空的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法原理 圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的方法的流 程示意圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0025] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的系統(tǒng)的對 流層監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖5為本發(fā)明實施例提供的一種監(jiān)視地基增強系統(tǒng)對流層修正參數(shù)的系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)傳輸關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0028] 本發(fā)明所設(shè)及的GNSS地基增強系統(tǒng)包括衛(wèi)星導航系統(tǒng)、地面站和機載設(shè)備。其 中，衛(wèi)星導航系統(tǒng)是指導航衛(wèi)星產(chǎn)生測距信號，發(fā)送給地面站和機載設(shè)備的系統(tǒng)。地面站， 即GBAS地面設(shè)施，包括四個參考接收機、一個處理機、一套VDB(VHFData化oadcast，甚高 頻數(shù)據(jù)廣播）發(fā)射機和接收機，根據(jù)衛(wèi)星測距信號和事先已知的參考接收機精確位置計算 衛(wèi)